杨锋苓，曹明见，张翠勋，刘欣

（1 山东大学机械工程学院，山东济南250061； 2 高效洁净机械制造教育部重点实验室（山东大学），山东济南250061；3山东大学机械工程国家级实验教学示范中心，山东济南250061； 4 山东天力能源股份有限公司，山东济南250100）

引 言

对于流体搅拌混合而言，增强混合效果、提高混合效率是永恒的主题，新型桨的研发是实现这一目标的主要手段。自从20 世纪50 年代Nester[1]提出柔性搅拌桨的概念以来，该类型桨的研究备受重视。搅拌过程中，通过柔性桨叶与流体间的耦合作用，有助于增强能量的传递，强化流体混合。

迄今为止，国内[2-13]及国外[14-24]学者采用理论分析、数值模拟和实验测试的方法对不同类型及材质的柔性搅拌桨的流场、变形、混合进行了研究。课题组前期基于标准Rushton 搅拌桨，以橡胶为材料制作了柔性叶片，代替原有的刚性平直叶片的外伸段，设计了一种实验室规模的柔性叶片Rushton 搅拌桨。该桨能根据操作条件及搅拌介质的不同，通过自主变形获得适宜的外形，具有自适应特性。前期工作中，分别以不同浓度的甘油-水溶液和纯水为介质，数值模拟并实验测试了该桨的流场与功耗特性[25]，并实验测试了介质为水时的混合性能[26]。与标准Rushton 桨的对比发现，该柔性桨能改善流场结构，降低搅拌能耗，缩短混合时间，提高混合效率。本工作是该系列研究的第三部分，分析柔性叶片Rushton 搅拌桨的固有频率、振型、谐响应等振动特性，并探讨转速和介质的影响规律，为后续的放大设计及工业应用奠定基础。……