在石油化工裝置中，為了提高傳熱效率，采用降膜蒸發器是一個解決辦法。降膜蒸發器具有物料停留時間短、阻力降低、傳熱效率高、蒸汽利用率高、結垢少等優點，廣泛用于化工、輕工、食品、制藥等行業中。
降膜流動是一種兩相流。管內液體在重力、離心力及剪切力的作用下，沿著管內壁下滑。液體薄膜沿著某種形式的固體壁面流動，同時液體薄膜由于受熱蒸發變成蒸汽，此蒸汽即為二次蒸汽，在加熱管內形成氣液兩相流動。
薄層流體在重力作用下沿傾斜或垂直壁面運動，在開始的一段距離內，運動是加速的，速度分布沿流動方向發展，和管流時一樣，也可稱這一段為進口段。經歷這一段后，速度分布恒定，沿流動方向的流動特性不再變化。降膜流動是有自由面的運動，了解這種流體運動的主要困難在于，膜流動的許多特性又都和自由面有關，不能預先準確地確定自由面的位置，而由于自由面的存在，液膜內流動狀態的基本類型可以概括為層流、波動層流、湍流及波動湍流等。
降膜蒸發器內的熱傳遞過程可以簡化為如圖1的一個局部模型，圖中陰影區域為降膜蒸發器內換熱管壁的剖面示意圖。熱流體和冷流體分別流經換熱管內外兩側壁面，并通過換熱管壁實現熱量的傳遞。
在換熱管的外壁表面通蒸汽，而在換熱管的內壁表面，進入降膜蒸發器的液體經過液體分布器的均勻分布，以厚度均勻的膜狀形式沿著內壁表面流下。蒸汽與溫度相對較低的換熱管外壁在其界面處發生熱傳遞，部分熱量從熱的蒸汽傳遞給壁面。
熱傳遞的結果導致在管壁兩側發生不同的熱現象：由于被加熱，在換熱管的內壁表面發生蒸發現象，而在換熱管的外壁表面由于遇冷發生冷凝現象。
熱量通過存在溫差的固體管壁，從溫度相對較高的換熱管外壁經管壁傳遞給內壁。在內壁表面，熱量通過管壁內表面與其上的膜狀的均勻液體在界面處發生熱傳遞，從而給內壁表面上的液體加熱。
采用降膜式蒸發器能夠明顯提高裝置的換熱效率，而且減少了換熱面積，相比其他換熱器具有很大優勢，但要讓降膜蒸發器正常運行，需要合理設計液膜布膜器、控制液體流量和入口流速，保證管子均勻布膜。
布膜器是降膜蒸發器的關鍵元件，其作用是將溶液均勻分布到每根換熱管內，使流體沿著管壁下流，通過殼程的熱源加熱，使溶劑部分蒸發。布膜器設置的不合理，可能造成換熱管局部干壁、降低蒸發分離效率、增加能耗等系列問題。
進行布膜器設計時，首先要保證料液分布均勻，不易發生偏流現象；其次，要求其流體阻力小，不容易堵塞、結垢，便于清洗；再次，布膜器應結構簡單、加工方便、安裝要求低，以降低成本。由此可見布膜器在蒸發設備中的重要性，布膜器設計得好，會大大提高蒸發器的傳熱性能和蒸發效率，對工程投資和節能降耗都具有重要意義
對液體分布及成膜裝置設計的基本要求是布膜均勻、操作彈性大、結構簡單、制造和安裝方便、操作穩定可靠，主要的要求如下：
(1）操作可行性：保持分布器各流道暢通，防止由于結垢、結晶、聚合、固化、沉淀、發泡、閃蒸、腐蝕等現象的產生而導致的嚴重后果，諸如飛濺、霧化、夾帶、堵塞以致崩潰、倒塌等，從而維持液體的正常流動和均勻分布。
(2）分布均勻：足夠的分布點密度，分布點分布的幾何均勻性；各分布點間流量的均勻性。
(3）合適的操作彈性：液體分布器操作彈性定義為在滿足各項基本要求的條件下，液體的最大和最小負荷之比。
(4）結構簡單，造價低廉：合理的結構既可以增加液體分布的均勻性又可以節約設備投資。
大多數液體分布器結構都類似于孔口型，主要在盤、槽、管的底面（或側面）開直孔、內斜孔或其他孔，開孔的尺寸和類型對于液體的均勻分布起著重要的作用，液體穿孔流量系數Cd是分布器設計過程的重要參數。
關于Cd的理論和研究，國內外有很多文獻進行了論述，主要確認了影響Cd的因素是孔口的流動雷諾數Re以及孔口的結構和尺寸，可以根據研究的規律（見如下公式），選擇合適的孔口結構和尺寸以及流速。孔口當量直徑與孔口流動雷諾數關系公式為：
布膜器主要分為溢流型液體分布器、插件型液體分布器、多層篩板與降膜頭組合式分布器，幾種典型的布膜器類型如下:
此種類型的布膜器具體結構見圖2。
該結構可以保證液體在單根換熱管內布膜均勻，而不易保證液體均勻分配到所有換熱管上，且流動阻力大，易阻塞，加工、安裝要求高。一般用于處理清潔物料的小型降膜蒸發器。
此種類型的布膜器應用比較廣泛，一般由初始分布裝置和分布盤組成。初始分布裝置往往是圓盤狀的齒形分散盤或蓮蓬型的噴頭，作用是實現料液的初始分布。分布盤底部的篩板上按一定規律鉆有篩孔，料液經過篩孔實現多點布料，達到均勻分布的目的。為了使料液分布更加均勻，可采用多層分布盤。此種布膜器可以保證液體比較均勻的到達管板上表面，但不易保證液體能夠在每根換熱管內均勻分布，成膜效果也一般。
螺旋成膜的布膜器是一種新型布膜器，可以解決傳統布膜器存在的問題，同時，其結構簡單，經濟性也較好。
此種新型螺旋成膜的布膜器，借鑒了傳統布膜器的一些優點，結構特點如下（見圖3,4):
(1）上部設置一組液體分布盤，分布盤的層數可以根據具體工況確定。分布盤底部帶有篩孔，篩孔與下面的換熱管交錯布置，使液體不直接落入換熱管；若設置多層分布盤，則每層的分盤開孔也應交錯布置。設置此分布盤的目的是為了使液體進入設備時，能夠緩沖液體的沖擊，并均勻的將液體分散在管板上。
(2）在分布盤的下面，管板的上表面，增加螺旋布膜頭。此布膜器安裝在每個換熱管內，每個布膜頭的側向開有一定數量的槽，開槽的底部距離管板有一段距離，開槽的尺寸和結構，可以使液體沿切向流入換熱管內，在換熱管內呈現一種近似螺旋狀下降均勻的液膜；同時，每個布膜頭的開槽數量和尺寸相同，故液體進入每個布膜頭的流量也相同。另外，為解決雜質堆積在上管板，可在邊緣選擇幾個布膜頭，開槽高度與管板上表面水平，這樣可以保證上管板不積料。
(3）與傳統的布膜器方案相比，新型螺旋成膜的布膜器具有成膜效果好、適合多種類型工藝介質（尤其適合粘度較大的介質）、結構簡單、安裝檢修方便等優點，避免了降膜蒸發器發生干壁、蒸發分離效果差等現象，無論對優化設計還是節能降耗（降低加熱蒸汽消耗）都有很大的意義，將會有較廣泛的應用前景。
對于降膜蒸發器影響因素的研究，主要采用試驗和模擬等方法來研究降膜蒸發器流動和傳熱情況以及分析影響因素。目前國內外文獻中關于各參數的影響規律描述比較多，但很多觀點并不一致，甚至沒有定性結論，這主要與試驗研究工況不同有關。說明降膜蒸發器性能的影響因素復雜，還需要深入研究。根據目前試驗及文獻的情況，降膜蒸發器的傳熱性能影響因素主要如下：
(1）進料量的大小。進料量的大小主要影響的是液膜形成的厚度。
(2）雷諾數影響。在雷諾數較大時，降膜蒸發器的傳熱系數隨雷諾數數的增加而增大，這是由于液膜處于湍流狀態，對流傳熱起決定作用。
(3）液體進料溫度影響。液體進料溫度越高，傳熱系數會越大，這是因為溫度升高使液體的粘度降低，減弱了液膜的流動阻力與液膜的傳熱阻力，使液膜的傳熱系數增大。
(4）對于蒸發器蒸發面積來說，管壁厚度的影響大于管徑的影響。增大管徑和減小壁厚均可減小蒸發面積。
降膜蒸發器傳熱效率高，應用也越來越廣泛，具有很大的發展前景。但對于關鍵部件-布膜器的結構與內部流體流動影響的研究，尚處于探索階段。降膜蒸發器的傳熱過程涉及沸騰、蒸發，相對于無相變傳熱過程，理論研究難度大，一般是借助于試驗進行研究，理論模擬與真實情況往往偏差較大，有待將理論、試驗結果結合計算機模擬的流場分析進行深入研究。
