真空蒸馏提纯法利用主相金属和杂质的挥发特性的差别,在挥发和冷凝过程中将杂质从主相金属中分离出来,从而达到提纯金属的目的。真空条件下金属挥发冷凝过程涉及动量和能量变化,炉内呈现出体系温度的变化和气体运动分布的规律,整个过程中体系温度场的分布变化及金属蒸气挥发冷凝运动的变化对于实现金属的分离来说是至关重要的。因此,本文以挥发性金属镁为代表,探究炉管内金属镁挥发冷凝相变过程从挥发区到冷凝区的温度变化规律。为此选择计算流体动力学（CFD）的Fluent软件作为课题研究的主要手段。本论文采用Fluent软件中的VOF模型及Lee冷凝相变模型,研究真空条件下金属镁挥发冷凝相变传热传质过程对真空管式炉内温度场的影响。首先以空载炉管管壁主要坐标点的模拟温度值与实验中实测温度值吻合程度来确定模型边界条件的正确性,再基于此边界条件,建立三维数学模型,探究挥发性金属镁在真空管式炉中复杂相变过程的传热传质特性。结果表明:空载炉管管壁主要坐标节点模拟温度值相对误差在1.58%-5.69%之间,验证了计算域边界条件的合理性。10 Pa条件下,加热温度973 K,保温时间30 min,镁蒸气冷凝温度区间的模拟结果和文献中的实验结果基本一致,表明通过VOF和Lee模型建立的数值模拟可以对真空管式炉内金属的挥发冷凝行为进行模拟,并能给出不同时刻下炉内的温度场分布及金属的冷凝温度区间。明确了要想收集到更多的镁产物,需将炉管冷凝区温度控制在695 K到727 K之间。这为后续厘清金属挥发冷凝机理及真空炉的优化设计提供了重要依据,可为今后金属提纯的真空蒸馏技术提供有效参考。最后,本文通过Fluent流体软件在蒸馏过程中各种升温方法下熔体镁的温度场和流场分布,并确定了熔体镁的主要流体状态是自由对流的层流流动方式,流体的驱动力主要为浮升压力;熔体镁内部主要采用辐射的方法散热,导致了熔体镁内部产生很大的温度差;当蒸馏达到稳态时,熔体镁内部不同位置因受热产生了不同的涡流方式。不仅如此,可探究不同加热方式下蒸发面的流速,对比左右加热和U形加热蒸发面的流速,U形加热方式下熔体蒸发面整体流速的数量级高出左右加热方式的四个数量级。不考虑其他因素,单从金属熔体的挥发速率来看,采用U形方式加热是最有利于熔体的高效挥发。该研究对于后续真空提纯炉的设计及改进具有指导意义。