Un evaporador de agua es un intercambiador de calor de cambio de fase, como un sumidero de calor, especialmente para vehículos de vuelo a alta velocidad. Está compuesto por canales internos para enfriamiento por convección y aletas externas para ebullición. En este documento, se diseñan seis evaporadores de agua, Hex0-Hex5, con cinco canales internos diferentes y dos aletas externas diferentes. Se construyen modelos de simulación VOF para investigar sus desempeños de transferencia de calor por ebullición en un entorno subatmosférico. Se llevaron a cabo estudios experimentales para verificar la precisión del modelo numérico del evaporador de agua. Los resultados de la simulación muestran que las estructuras del canal interno y de la aleta externa tienen un impacto en el rendimiento de transferencia de calor. Para los canales internos, el cambio de altura tiene un efecto mucho más obvio que su continuidad estructural. Para las aletas externas, el aumento de la estructura de abultamiento de la aleta ayuda a mejorar el rendimiento de transferencia de calor. Para la aeronave, la estructura de diseño óptima del evaporador de agua es Hex4 y su rendimiento de transferencia de calor puede mejorarse en un 13.31% en comparación con Hex0.