现阶段为了解决我国煤炭资源与水资源不平衡的问题和提升电力工业行业的发展速度,空冷系统得到广泛应用。随着空冷系统的投运,空冷技术表现出换热效率不高、能耗较大、环境风会导致热风回流会降低空冷系统的换热性能、冬季容易导致管路冻结、夏季影响汽轮机出力等问题。空冷凝汽器的结构也会影响空冷系统的换热效率,直接空冷凝汽器的核心传热元件翅片管的热性能直接影响整个空冷系统的运行效果。因此,直接空冷凝汽器传热性能测试系统的设计及其换热特性的研究具有重要的实际应用价值。本论文的研究目标是构建一套可研究不同结构直接空冷凝汽器的换热性能的测试系统。在分析空冷凝汽器换热过程的基础上,构建了空冷凝汽器的换热计算模型;基于相似定律,确定了空冷凝汽器的几何参数和系统运行参数;自行设计和建立了空冷凝汽器传热性能测试系统;以扁平管蛇形翅片为研究对象,研究了空冷凝汽器的传热性能,获得了对流换热的准则方程。本文获得的主要成果如下:（1）建立了蒸汽量为0-111.8kg/h,风量为0-2.18m³/s规模的直接空冷凝汽器传热性能测试系统,由蒸汽系统、空气系统、抽真空与凝结水系统以及相应测量系统构成。（2）基于相似原理设计建立了空气侧总换热面积为286.36m²的翅片管束换热器模型。（3）研究了迎风侧空冷凝汽器翅片管束分布规律,结果表明,空冷凝汽器整体翅片管间风速分布从翅片管顶端起沿管轴线方向的风速逐渐增加,风速分别从0.77m/s、1.2m/s、1.67m/s、1.83m/s、1.70m/s增加到1.3m/s、1.67m/s、2.0m/s、3.13m/s、4.7m/s。同一水平位置,中间翅片管迎面风速要小于左侧翅片管迎面风速。（4）获得翅片管束背风侧基管壁温的分布规律,同一高度沿横向的基管温度不断升高。当蒸汽未完全凝结时,沿翅片管束管轴线方向底部翅片管束的温度最高,达到59℃。随着风机转速的增加,基管的壁温先趋向均匀,后沿管轴线方向逐渐降低。（5）研究了扁平管蛇形翅片空冷凝汽器的换热性能,发现蒸汽压力几乎不影响空冷凝汽器换热效果,提高迎面风速可以提高换热性能。（6）获得管外对流换热系数的关联式,根据试验测量和计算结果获得的关联式为Nu（28）0.063Re^0.7。（7）建立的试验系统可以为新型空冷凝汽器的开发和传热性能的优化提供测试平台。