空温式气化器作为能源化工领域的重要设备之一，具有操作简单、造价低廉以及运行成本低的优势，被广泛使用。然而其应用过程中存在着冷雾、设备翅片管易结霜结冰问题，这些问题不仅影响设备运行效率，还涉及到设备操作安全问题。我国行业内目前对于空温式气化器的设计缺乏理论依据，研究气化器内外流体传递过程对于空温式气化器设计以及性能优化具有重要指导意义。本文将利用数值模拟手段分三部分对空温式气化器内外流体传递过程进行模拟研究。　
对于气化器翅片管内相变流动过程，基于两相流模型（Volume　of　Fluid），通过修正连续性方程、动量方程和能量方程，建立了计算管内液体沸腾过程的计算模型。首先对制冷剂在蛇形管中的沸腾过程进行了模拟，得到了管内气液两相的分布形态。模拟计算结果与文献中实验结果一致，证明了计算模型的准确性。继而对液氮在气化器管内沸腾过程进行模拟探究，得到了管内气液相分布、速度分布、温度分布与压力损失。结果表明气液相分布受重力影响显著，压力损失主要发生在液相升温过程中。
对于气化器外空气自然对流过程，基于Boussinesq近似，模拟了单根翅片管和单排6根翅片管外空气流动传热状况。结果表明翅片管对空气温度的影响范围仅在翅片间范围内；空气沿翅片管壁面竖直向下流动，底部流速最大；单排6根翅片管外侧空气的流动形态更为复杂，空气在水平方向与竖直方向均有显著流动。管外自然对流传热系数与经典传热学中自然对流传热系数在竖直管壁上的变化一致。随着翅片数的增加，自然对流传热系数变化不明显，但等效对流传热系数显著增大。通过对结霜量的定性分析，得出了结霜量受传质通量和饱和结霜时间的影响。低温翅片管外侧底部区域传质通量最大，且饱和结霜时间最长。分析结果与实际气化器运行状况一致。
对于气化器外侧除雾器捕雾过程，基于离散粒子方法（Discrete　Particle　Method）建立了预测雾滴运动行为的计算模型。首先使用计算模型模拟了颗粒在直管道与两种波纹板除雾器中的运动过程，模拟结果与文献理论值及实验值一致，证明了计算模型的可靠性。然后提出了一种新型除雾器结构，并采用所建立的计算模型预测了雾滴在新型除雾器中的运动过程。结果表明新型除雾器结构与传统波纹板除雾器结构相比具有更低的压降，相近的雾滴捕获率。