搅拌设备广泛应用于工业混合过程中,其混合效率的高低在很大程度上取决于设备内部的水力学性能和混合特征,而这又与设备的结构配置密切相关。几十年来,随着计算机性能的不断提高和计算流体动力学(CFD)技术的发展,人们采用实验研究和数值模拟相结合的手段,在搅拌设备内部流场的研究方面做了大量工作,发现多数情况下设备内的流场都是充分发展的湍流,并取得了其他许多有益的成果。然而,有关产品结构几何尺寸和搅拌转速等参数选取多是基于经验,使得研发的产品达不到预期的效果。首先,本文选用CFD软件FLUENT6.2,采用多重参考系法及RNG模型计算了双层45°折叶桨式搅拌槽内流体混合过程的速度场和浓度场,讨论了不同加料点位置和监测点位置对混合时间的影响,结果表明,搅拌槽内物料的混合过程主要由槽内的流体流动所控制;混合时间与加料点位置有关,在桨叶区附近区域加料时混合时间比在液体表面加料时的混合时间短,不同的监测点位置对混合时间有很大的影响,在靠近槽底部进行监测所得到的混合时间最长,因为在下桨叶下形成了一个诱导锥形区,这时槽体内形成两个相对独立的流动区域,即主体循环区域和二次诱导锥形区。由于诱导锥形区流体速度值较小,示踪剂只能靠底部回流和扩散作用混合,因此混合时间加长。其次,本文还讨论了搅拌槽内不同加料点和不同转速时对混合效果的影响,得到不同转速下的混合时间和消耗功率在双对数坐标系下近似呈线性关系;考察了搅拌桨位置变化时,搅拌槽内速流场、浓度场的分布以及功率消耗情况,模拟结果表明:下层搅拌桨距底距离的变化对整个搅拌槽内形成一个整体的循环有很大影响,随着下层搅拌桨距底距离减小,二次诱导锥形区变小,混合时间减少。但随着桨叶离槽底距离的减小,槽上部混合减弱,所以桨叶不能离槽底太近。最后,本文的研究结果对工业搅拌反应器的选择使用与优化设计都具有一定的指导意义。