分子蒸馏是根据分子运动平均自由程的不同而进行分离的技术，现广泛应用于工业领域。分子蒸馏技术的主要优势是适用于热敏性、高沸点物系的分离。分子蒸馏设备中以刮膜式分子蒸馏的应用最为广泛。因刮膜式分子蒸馏存在刮擦成膜，流体流动机理复杂，在理论研究和应用研究方面均有待深入。本文分别通过实验和模拟方法，研究了刮膜式分子蒸馏装置中液膜的停留时间分布，并在此基础上，通过CFD模拟对刮膜式分子蒸馏蒸发面的液膜流场及传热进行了研究。本文的工作介质分别采用去离子水以及不同质量分数（50%、70%）的甘油-水溶液，将亚甲基蓝溶液通过脉冲示踪法注入，再通过紫外分光光度计进行定量分析，得到不同工况下刮膜式分子蒸发器上液膜的停留时间分布密度函数。实验表明：物料进口速率增加，平均停留时间变小，此时，液膜补充更新能力加强；液膜平均停留时间随刮膜器转速先增大，达到峰值后减小；物系黏度越大，液膜平均停留时间越长，此时，蒸发面上的液膜轴向返混水平增高。本文通过CFD模拟，得到了同一工况下standard κ-ε模型、RNG κ-ε模型与Realizable κ-ε三种湍流模型停留时间分布密度函数图，发现出口截面上的均匀分布的四个点停留时间分布曲线形态近似，这说明流体在分子蒸发壁面上的分布是均匀的；液膜内粒子轨迹图显示液体在蒸发面上为螺旋下降；湍流主要发生在转子前方，绕转轴与转子相距约90度处液膜湍动最为剧烈。通过CFD软件Fluent对该分子蒸发器的传热进行模拟，通过改变其操作参数，分析其温度场：物料进口温度低于蒸发壁面温度，需要一部分蒸发表面加热物料；这部分表面沿轴向的温度梯度较大，物料被迅速加热，当物料加热到一定温度后，沿轴向温度不再变化，轴向温度梯度趋于零；由于转子部分存在头波，转子前后温度分布呈“V”字型；在低转速区域（90-180rpm），传热系数随转子转速的增大而增大，上升趋势明显，但随着转子转速的进一步加大，传热系数反而略有下降；模拟选取的流量范围内，传热系数随着进料流量的增大而增大，到了一定速率后有减小的趋势；选择适当的温度差是得到大的传热系数的保证。