水平管降膜蒸发具有传热效率高、传热温差小和可利用低温热源等优点,在海水淡化、制冷、石油化工、食品加工等行业中得到了广泛的应用。结合水平管降膜蒸发过程和蒸汽再压缩技术的机械式蒸汽再压缩蒸发系统是目前蒸发浓缩工艺中较为先进的蒸发系统。该系统具有结构紧凑、运行不需外部热源、操作调节简单方便等特点,具有极大应用前景,但目前国内对机械式蒸汽再压缩蒸发系统的研究还不够全面;水平管降膜蒸发器是机械式蒸汽再压缩蒸发系统中核心设备之一,其性能对系统运行具有重要影响。因此,研究水平管降膜蒸发器的传热性能对机械式蒸汽再压缩蒸发系统的推广应用有重要意义。本课题对水平管降膜蒸发器传热过程建立了数学模型,通过对降膜蒸发传热过程进行模拟计算,分析了传热温差、蒸发温度和管径等对水平管降膜蒸发器换热管总传热系数的影响,研究了不同工况下水平管降膜蒸发器的传热特性。设计搭建了水平管降膜蒸发器的机械式蒸汽再压缩蒸发系统,实验研究了影响水平管降膜蒸发器蒸发性能的各因素及影响规律,为该系统的设计与运行性能分析提供基础实验数据。实验中采用光滑不锈钢换热管束,管外径25.4mm,管长650mm,通过真空泵控制蒸发器内真空度,在蒸发温度为80℃、换热管内外传热温差为7℃时,物料喷淋密度在0.0976-0.164kg/（m·s）范围内,实验得到,随着喷淋密度增大,水平降膜蒸发管传热系数增大,从1412 W/（m²·℃）增大到2067 W/（m²·℃）;当传热温差为7℃、喷淋密度为0.135kg/（m·s）蒸发温度在73-85℃之间时,蒸发温度越高,水平降膜蒸发管传热系数越大,换热管传热系数从1673 W/（m²·℃）增大到1838W/（m²·℃）;当蒸发温度为80℃、喷淋密度为0.135kg/（m·s）、换热管内外传热温差在3-10℃之间时,增大传热温差会降低换热管总传热系数,换热管传热系数从2243W/（m²·℃）减小到1440W/（m²·°℃）。实验还研究了纯水与Na₂SO₄溶液的蒸发性能,对比实验结果可知,由于Na₂SO₄溶液的粘度大于纯水,水平降膜蒸发管蒸发Na₂SO₄溶液比蒸发纯水的传热系数低,因此,在用水平降膜蒸发器进行废水处理时要考虑料液的物理性质对换热管表面的蒸发传热性能的影响。