搅拌设备在工业生产中被广泛应用于石油、化工、冶金、造纸等领域[1]，近年来，随着计算流体力学（CFD）的飞速发展，数值分析方法已经成为化工装备行业研究的重要手段之一。目前，搅拌槽内流场的理论分析难度较大，主要采用实验与数值模拟的方法进行研究。常用的实验设备有激光多普勒测速仪（LDV）和粒子图像测速仪（PIV）等[2]，用数值模拟的方法来研究搅拌流场，将不受设备尺寸的限制，具有成本低，时间短，能够模拟真实条件和理想条件的优点。47045

数十年前，人们只能通过编程来研究搅拌槽内部的流场情况，而随着计算机技术的进步和计算流体力学（CFD）的快速发展，现在我们可以利用FLUENT、ANSYS等软件来研究这方面的课题，在不依赖实验数据、运用数值模拟方法的情况下，使得预测既定条件下搅拌槽内的流体流动状况成为可能，为相关问题的实验研究和模拟计算创造了便捷的研究条件，不仅能够减少实验研究所需要的时间，还可以得到更为精准的数据和结果。

近年来，随着流场测试技术、计算机图像处理技术和计算流体力学(CFD)技术的迅速发展以及计算流体力学理论的不断深化，国内外许多研究学者已对搅拌釜固-液悬浮特性进行了相关研究，利用CFD软件对搅拌槽内部流场进行了大量的模拟，同时，也有不少学者利用LDV和PIV等测量技术对搅拌槽内部流场进行了实验研究。通过长期的理论基础研究发展到实际应用中，将获得更多能够反映这一过程中有关于流体流动实际规律的有效数据及信息，为更深层次的研究做好基础。

目前，对于搅拌槽内固液两相体系的研究主要是从实验研究和数值模拟两个方面来进行。由于技术条件的限制，实验测量方法较少，有粒子成像测速法和双电导电极探针法等。而使用CFD软件进行模拟，将模拟结果与实验数据进行比较，若二者结果相吻合，则能证明数值模拟结果的正确性，将大大缩短实验周期，减少费用，并促进固-液搅拌理论的积极发展。

1国内外实验研究现状

虽然CFD技术使得流场分析变得快速，但仍然需要通过实验来验证模拟方法的可行性的模拟结果的准确性论文网。实验测量会需要高精度的设备，但往往由于外在因素干扰而放弃，现在相对先进的测量方法有激光多普勒测速方法、粒子成像测速方法和相位多普勒离子分析仪测试技术等。

固液两相搅拌体系是搅拌操作中比较常见的类型，广泛应用于化工、食品和制药等行业[3]，搅拌的作用有的是防止颗粒积在槽底，有的是加快反应速率，但都需要固体颗粒在液相中悬浮起来，因此主要考虑固液悬浮问题。目前，对该问题的研究主要从实验研宄和数值模拟两方面进行。

由于技术和条件的限制，对搅拌槽中的速度和浓度的实验测量方法比较少，主要有激光测速法、粒子成像测速方法、双电导电极探针法和相位多普勒离子分析仪测试技术等。

李良超等人[4]采用双电导电极探头对固液两相体系搅拌槽的近壁区液相速度进行了测定。实验结果表明：当搅拌槽内部固体体积浓度较低时，固体颗粒离底悬浮需要的最小液相速度与实验的操作条件如桨叶形式、桨叶离底间隙、固体体积浓度等因素无关，仅和固液两相的物理性质如固体颗粒大小和固液相的密度等因素有关。

杨锋苓等人[5]对无挡板Rushton桨揽拌槽内部石英砂-水两相搅拌体系的固液悬浮过程进行了研究分析，对不同桨径比和不同安装高度时的临界悬浮转速进行了测量，分析了搅拌转速、桨叶安装高度以及桨径比对搅拌槽内固相浓度分布和功率消耗的影响。研究表明，搅拌槽内有无挡板对临界悬浮转速和功率准数有影响，有挡板时的临界悬浮转速和功率准数比无挡板时的要小，并且随桨叶安装高度的减小而减小，桨径比的减小而增加。