近年来厌氧发酵技术作为一项能够直接利用生物质资源的技术受到了广泛的关注。发酵原料的形状通常是不规则的非球形,其在厌氧发酵反应器中通过搅拌作用形成固-液悬浮液,能够有效地促进发酵的进行。除此之外,固-液悬浮在自然界以及各种工业过程中都扮演着重要的角色。现有的关于固-液悬浮的研究主要集中于固体颗粒的宏观运动,也有部分学者对单个球形颗粒的悬浮进行了研究,但是研究非球形颗粒的运动是很少见的,对于其悬浮特性的研究更为匮乏。本论文研究了在由圆盘桨驱动的方形搅拌槽内,层流条件下单个圆柱颗粒的临界悬浮特性。基于所用实验装置和方法,定义了方位角α和仰角β来定量描述圆柱颗粒的方向。实验使用两台高速相机分别从侧面和底面同时对圆柱颗粒的运动进行了捕获,并借助MATLAB软件对采集图像进行处理,获得了包括颗粒运动轨迹、运动速度、方向等信息。实验结果表明圆柱颗粒的临界悬浮转速NLO与其直径和长径比有关,直径或长径比较大的圆柱颗粒在流场中会受到更大的悬浮动力。表示颗粒所受到的粘性力与净重力比值的粘性Shields数,可被认为是圆柱颗粒悬浮的关键控制参数。对圆柱颗粒运动特性的研究发现最初位于搅拌槽底中心处的颗粒在流场作用下会逐渐偏移中心,且偏离距离与颗粒的长径比近似呈线性增大关系,颗粒位置的偏移有助于其悬浮。颗粒在上升过程中上升高度与最大仰角β都随着其长径比的增大而减小。由于桨盘的限制和颗粒转向的影响,颗粒的上升过程出现了两次减速。