李文金，周勇军，袁名岳，何华，孙建平

（1 南京工业大学机械与动力工程学院，江苏南京211816； 2 江苏省特种设备安全监督检验研究院国家化工设备质量监督检验中心，江苏苏州215600）

引 言

搅拌反应器是化学工程和生物工程中最常见也是最重要的单元设备之一，是反应流体进行质量、动量和能量传递及化学反应（“三传一反”）的典型单元设备[1]，搅拌桨作为化学工程反应器内的核心部件，通过改变其结构参数来优化反应器内部流场可以强化釜内流体流动[2]。传统框式桨会导致物料在混合时存在混合不均匀以及局部过热等现象，严重影响反应生成物的性能，造成生产效率低、生产功耗高等诸多问题[3]。因此对该类搅拌桨进行优化，研究搅拌釜内的流体流动，认识其流场特性，对于该类搅拌设备及产品工艺的设计和优化很有意义[4-6]。

框式组合桨上层的二折叶桨以轴流为主且能耗较低，其单独工作时，整个流场流型以轴向循环流为主，常用于大叶径、低转速的高黏液体场合[7-11]，下层的框式桨通常应用于低速场合，这种桨叶在槽内以水平回转流为主，其在槽壁附近的流速比较大[12-14]。这两种桨叶的组合，在搅拌釜内会优势互补，即在釜内下半部保留传统框式桨至槽壁附近流体水平环向流速大特点，同时通过二折叶桨槽内轴向循环流为主的特点增大反应釜流体轴向流动[15-16]。国内对二折叶桨、传统框式桨及其组合桨搅拌槽内流场的研究，目前以模拟和二维PIV 研究为主[17-18]。……