冷凝器是在能源、化工、电力、制冷等领域中广泛使用的换热部件。通常根据制冷剂的相态将冷凝器内的传热过程分为过热区、两相区和过冷区,即传统的三区模型。三区冷凝模型在单相区与两相区之间出现换热系数突变,与实际不符,机理上无法解释。过热冷凝是冷凝的开始阶段,研究过热冷凝区的换热机理,正确认识其规律。本文通过实验及数值模拟对过热冷凝区域的传热性能和流动特性进行研究。设计并搭建过热冷凝实验台,分别在内径5mm的水平圆管和微肋管中进行了R134a过热冷凝实验,测量了制冷剂R134a在不同的过热度下的冷凝换热系数。分析了质量流量、过热度和管型对过热冷凝换热系数的影响。结果显示,过热冷凝换热系数介于气体单相对流和饱和冷凝之间,其数值随着工质平均过热度降低、质量流量增大而增大。为进一步解释过热冷凝换热机理,补充实验无法获得的温度场和速度场信息,本文应用计算流体力学（CFD）方法对过热冷凝区的两相流动及传热进行了三维数值模拟。采用流体体积分数（VOF）法模拟膜状冷凝过程,获得了过热冷凝区液膜形态、液膜厚度、速度分布和温度分布,对过热冷凝区液膜的形成和发展过程进行分析。在质量流量60-100 kg/（m~2·s）的工况下,换热系数的模拟结果与实验测量数据偏差小于15%,验证了数值模型的准确性。模拟捕捉到了过热冷凝过程中复杂的两相流动现象,结合模拟结果分析了冷凝液膜的形成和发展过程:冷凝液膜先在管道底部生成,液膜覆盖面积随冷凝进行而逐渐扩展,解释了过热冷凝区的换热系数随工质过热度降低而增大的变化趋势。探究了冷凝温度、质量流量对过热冷凝换热系数的影响,过热冷凝换热系数随质量流量增大、冷凝温度降低而升高。有助于理解过热冷凝区的流动和传热机理,为寻找有效的传热强化措施提供了理论依据。