在自然界和社会生活的各个领域，诸如制冷、化工、石油、材料和航空航天等，凝结现象大量存在。凝结是一种对流传热传质过程，其中伴有气液相之间的转变，与不带相变的对流换热的换热特性有很大的差别。大多数的冷凝器中，工质蒸汽在水平管内凝结。根据蒸汽质量流速的大小，水平管内流动凝结换热一般分为层流膜状凝结和强迫对流凝结。蒸汽在管内上部形成层流凝结液膜出现在蒸汽流速很低的情况下，此时在重力作用下凝结液向底部流动，聚集在管内底部，一些研究人员认为，可以忽略通过底部凝结液的传热。水平管内的蒸汽流动在一般实际工程上，具有较高的速度，雷诺数往往高于35000，属于强迫流动凝结过程。因此，研究管内强迫流动的凝结换热特性是工质相变传热的一个重要研究内容。采用通用CFD软件Fluent13.0中的Mixture模型，加入UDF编程，对水蒸汽水平管内凝结换热进行了数值模拟和分析，并通过实验进行了可靠性验证。得出水平管内凝结液体积分数分布和换热系数随着蒸汽流速、管壁温度、压力和入口过热度的变化规律，如下：（1）在较低蒸汽流速下，液膜分布受重力作用明显，在管内底部分布较多。当蒸汽流速达到12m/s时，形成液桥和气芯，随着凝结液的增加，凝结液大部分还是沉积在底部。当蒸汽流速高于14m/s时，剪切力成为主要作用力，液膜在管内呈环状分布，随着凝结液量的增加，液体在重力作用下在底部沉积，呈现出底部液膜较厚，顶部较薄的现象。（2）合理降低管壁温度，提高蒸汽流速和冷凝压力，适当增加入口过热度，都有利于提高水平管内凝结换热系数来加强换热。搭建了水平管内凝结换热可视化实验台，对不同蒸汽流速、冷却水温和入口过热度下的水平圆管内水蒸汽凝结换热特性进行了实验研究和可视化观察，得出蒸汽流速、冷却水温和入口过热度对水平管内凝结换热系数和流型的影响规律。实验结果表明：1.相同实验条件下，蒸汽流速越高，凝结换热系数越高；2.冷却水温度越低，换热温差越大，凝结换热系数越高；3.入口过热度越大，相同位置的凝结换热系数越高；4.实验测试所得结果与Cavallini关联式计算所得结果最为符合，与Shah关联式所得结果偏差最大。Shah关联式为水平管内冷凝传热系数理论和实验研究的结果，但在理论推导中，忽略了轴向压力梯度引起的冷凝温度降低；而Cavallini关联式则是通过大量的实验数据拟合得出的，与实验测试结果更为符合；5.模拟结果与实验所得结果值相比，偏高约30～40%。通过本文的模拟云图和计算结果分析，以及搭建水平管内凝结换热试验台，系统测试和分析了各因素对水平管内凝结换热的影响，可以对水平管内凝结换热现象和机理有更为深入的了解和认知，为寻找冷凝液排出最佳位置点、设计高效冷凝器提供实验参考和设计依据。