LD苹果酸蒸发器采用降膜蒸发器结构，它以饱和水蒸汽为热源，使管内物料与管外水蒸汽实现热量交换，管内物料受热汽化完成对LD苹果酸溶液的蒸发浓缩。降膜蒸发器作为一种高效蒸发设备，其性能优劣对蒸发工艺生产效率有着十分重要的影响。目前已在食品加工、果汁浓缩、饮料生产、化工行业、制药行业、废水处理、环保工程等领域得到广泛应用。　　本文对LD苹果酸蒸发器进行优化设计，用理论分析与CFD数值模拟结合方法，对不同操作参数的蒸发器内流体流动和传热性能进行研究，为确定蒸发器适宜的工艺参数和结构尺寸提供理论依据。同时，由于LD苹果酸介质腐蚀性高需要采用钛材制造，本文采用薄管板结构对蒸发器管板进行轻量化设计，以降低设备成本，具有一定的工程应用价值。本文的主要研究内容及结论:　　(1)总结降膜蒸发器的传热机理、工艺设计及结构设计，为LD苹果酸蒸发器的设计提供参考。　　(2)对LD苹果酸蒸发器进行设计计算，分析设备尺寸、压降、最小流量、传热系数、液体分布等参数的影响因素，确定蒸发器的主要结构参数:蒸发管的外径、厚度、长度、根数及管心距离并由此确定简体的内径。设计双级旋流液体分布器，分别确定了Ⅰ、Ⅱ级分布器的布孔方式及数量，改进布膜器结构，使料液在蒸发管内布膜均匀。　　(3)应用FLUENT6.3软件，采用VOF两相流模型和RNGk-ε湍流模型，编写UDF源程序描述沸腾过程中气液界面间的质量传递和能量传递，对LD苹果酸蒸发器内气液两相流进行数值模拟，分析比较列管的排列方式、操作参数（进料量、物料初始温度）对传热性能的影响，所得结论:列管正三角形排列更有利于热量的传递;料液的初始温度越高（小于料液沸点），蒸发器的传热性能越好;进料量对蒸发器传热性能影响较大，每根管内进料量为每小时30L左右时，传热系数最大。结论对蒸发器的操作工艺及结构设计具有指导意义。　　(4)采用薄管板结构对蒸发器管板进行轻量化设计，管板采用挠性过渡圆角结构，将厚度减为16mm，管板质量减小56％左右，节约设备的成本。