李红星，王嘉骏，冯连芳，金志江

（1浙江大学化工机械研究所，浙江 杭州 310027 ; 2浙江大学化学工程联合国家重点实验室，浙江 杭州 310027）

进展与述评

搅拌槽内中高黏物系的气液分散特性研究进展

李红星1，王嘉骏2，冯连芳2，金志江1

（1浙江大学化工机械研究所，浙江 杭州 310027 ;2浙江大学化学工程联合国家重点实验室，浙江 杭州 310027）

从实验和数值模拟两方面对搅拌槽内中高黏物系条件下的气含率、气泡尺寸大小和传质特性等进行综述。讨论了搅拌桨型、操作条件、黏度或非牛顿性对气液分散特性的影响。阐明了径流式搅拌桨和上翻式轴流桨的组合能减小气穴，更适合中低黏物系的搅拌；搅拌转速比通气量的影响效果更明显，转速增加使气泡的分布均匀性变好，而提高通气速度会产生大气泡，使气泡分布不均匀程度增加；黏度或非牛顿性的增加可以改变气泡的碰撞频率，气泡平均尺寸减小。最后讨论了针对中高黏物系的计算流体力学模型的修正方法，并且展望了此领域的研究发展方向。

黏性物系；气液两相流；搅拌槽；分散特性

气液搅拌设备广泛应用于生物化工、石化、医药、污水处理和食品工业等领域[1]，中高黏度物系下（处于过渡流和层流域）的气液分散在生物化工中更为常见。以发酵过程为例，反应介质多是中高黏度牛顿流体[2-3]，部分是剪切变稀的假塑性流体[4-6]，溶氧量（DO）的降低和营养物质的分布不均匀[7]将导致大量滞留区的形成，不仅浪费有效的发酵空间，也会对生物量及微生物的生长机制造成影响。……