随着航空航天、电子等工业所采用的新型高强度、各种特殊性能高聚物材料的不断发展以及诸如医药等民用工业发展的迫切需要，日益突出了对有机物系的分离要求。获得高性能聚合产品的主要障碍往往在于能否获得高纯度的单体材料，药物工业中也常常由于药物提炼不纯，微量毒副作用物质的存在使药物的应用达不到应有效果。材料科学和材料应用的发展需要，往往要求产品纯度达到99.99％乃至更高。降膜熔融结晶是近十几年发展起来的新型分离提纯技术，该分离提纯技术因其高效、节能、操作温度低等优点倍受人们青睐，在国内外已经广泛用于制取为各种高新技术产业服务的高纯及超纯产品以及多种特殊物系的分离提纯。降膜结晶分离过程为一涉及复杂流体流动及耦合传热、传质的固液相变过程。其间下降液膜在壁面冷却作用下，与冷却固体壁面接触的部分熔体中的高熔点物质首先在固壁上结晶析出而降低了壁面附近液体中高熔点物质的浓度。由此只有不断通过传质由液体主体向壁面输送高熔点物质才能保证高熔点物质持续在冷壁上结晶析出，实现从含有低熔点杂质的熔体中分离提纯高熔点物质的目的。因而控制和掌握降膜结晶过程中的复杂传热传质过程是进行高效分离提纯、获得高纯制品的关键。本文从实验与数值模拟两方面来研究降膜结晶过程规律。本文共分九章，其中： 第一章为前言，概述了结晶过程技术优势、应用，介绍了熔融结晶背景、发展过程及其工业应用。 第二章为文献总结，综述了与本论文相关领域的国内外发展情况，分四个部分介绍。其中，第一部分论述了降膜结晶技术特点、应用、发展过程以及国内外研究现状；第二部分论述了降膜结晶过程数值模拟相关研究和发展，介绍了国外、国内的研究工作，提出降膜结晶晶体生长与多孔介质传递现象之间的相关性；第三部分论述了多孔介质传递过程原理及多孔介质传递过程的应用领域，介绍了多孔介质传递现象相关理论及其研究方法、研究现状等；在此基础上，第四部分提出了本文研究工作的内容与目的。 第三章为本文的降膜结晶工艺实验部分，它包括：实验物系选择及相关物性数据的计算，实验流程、实验方法及温度采集系统建立等。利用自制实验室单管降膜结晶装置以混合二氯苯物系和工业萘—硫茚物系为实验物料进行了降膜结晶分离提纯实验，探索了混合二氯苯物系(低共熔型)和工业萘—硫茚物系(固体溶液型)降膜结晶过程的分离提纯效果、晶层生长方式等。实验表明两种不同类型物系的降膜结晶过程均表现为非光滑面结晶生长方式，在晶层表面往往散布有一些凸起物。这表明降膜结晶过程熔体结晶存在糊状区枝晶生长。本章还研究了降膜结晶过程所得晶层的部分熔融(发汗)过程的提纯作用。 第四章为显微镜热台有机熔体定向结晶显微观测，利用西北工业大学凝固技术国家重点实验室的显微镜热台熔体定向结晶实验装置实地观测了混合二氯苯物系和萘—硫茚物系的显微镜热台定向结晶生长过程晶体生长形貌特征、枝晶生长方式等，为建立准确反映实际降膜结晶过程的数值模拟模型提供了定性定量的依据。 两相区晶体生长现象导致降膜结晶过程传递现象极为复杂，这一现象也是导致晶层纯度下降、杂质包藏增加的直接因素。为弄清实际降膜结晶过程中非光滑晶体生长方式并深入揭示降膜结晶过程流体流动与传热传质过程的规律及杂质包藏的机制，在相关降膜结晶工艺实验及显微镜热台熔体定向结晶实验工作的基础上，第五章从普遍化双流体基本理论和混合物理论出发建立了降膜结晶过程液固两相分区统一数值模拟模型，详细、深入地阐述了糊状两相区晶体生长的物理模型和进行具体处理的数学方法。本模型的主要特点如下：