机械搅拌式薄膜蒸发器(简称薄膜蒸发器)是利用旋转的刮板将料液分散成均匀的薄膜,以进行物料浓缩的一种新型高效蒸发设备,与其它薄膜蒸发器相比,液膜的形成不是籍二次蒸汽的施曳而是靠机械作用。它传热系数高,蒸发强度大,可实现真空操作, 特别适用于热敏性、高沸点和高粘度物料的蒸发浓缩。目前, 薄膜蒸发器的研究和推广应用获得了一些进展,但由于刮板刮擦成膜及沸腾传热的复杂性,用于薄膜蒸发器设计计算的基础数据仍显不足,很多设计和产品都是在成功经验上进行工程放大估算的结果,在国内尚没有一套完整的理论计算设计方法。施工图的绘制多数是直接在AUTOCAD 底层平台上,调用绘图命令绘制,工作量大,效率低,影响了薄膜蒸发器的设计、开发周期。本文在自行研制的0.4m2薄膜蒸发器实验装置的基础上,运用数值模拟和实验研究的方法,分析探讨了薄膜蒸发器内不同料液的流动与传热性能,针对薄膜蒸发器的设计现状和软件工程思想,开发了薄膜蒸发器CAD应用系统,旨在帮助用户实现薄膜蒸发器设计计算、施工图绘制一体化。本文的主要工作和研究结果如下: 1)建立了薄膜蒸发器内不同料液的流动模型,针对高粘度物料提出了一种物料膜厚计算方法。采用CFX4.4 软件模拟了薄膜蒸发器内介质水及粘性料液的流动过程, 得到了各种速度分布。研究结果表明:增加刮板转速, 可以明显促进液膜内流体的径向混合,增加液膜和圈形波内流体的物质交换。各料液在任一转速下,均存在同一最佳进料量。对纯物质水,最佳进料量下对应的流动边界层厚度与膜厚之比值δf/δ值为最小。粘度对薄膜蒸发器内流动状态影响显著。粘性料液的轴向速度分布与水存在差异,且在液膜厚度内没有形成明显的流动边界层。2) 建立了薄膜蒸发器内不同料液的传热计算模型,获得了沿轴向及膜厚方向的液膜平均温度分布,并计算了各参数下加热段液膜内给热系数α。研究结果表明:各料液在不同操作条件下均存在同一最佳进料量,此时其圈形波内截面平均速度u s达到最大值, 相应的膜内给热系数α也达到最大值。对介质水,高转速或最佳进料量下流动边界层厚度与膜厚之比值δf/δ以及温度边界层厚度与膜厚之比值δt/δ均为最小。流动边