通过cfd模拟技术，预先建立搅拌器模型并完成网格划分，采用mrf（多重参考系法）处理旋转桨叶与静止槽壁之间的相互作用，应用fluent模拟常用搅拌器内部流场，获取相应流动量化信息。基于相似理论，研究不同尺寸和规格搅拌桨的效能，获得各搅拌器性能参数之间的关系，研究表明：同类型桨，增加搅拌器直径或转速，其功率损耗也会增大；所得功率准数与雷诺数关系的拟合经验公式与模拟值吻合效果良好，可以用来预测不同雷诺数下对应的搅拌器功率准数值；而不同类型搅拌桨，在所研究的雷诺数取值范围内，斜叶式的排出流量准数始终高于直叶式，但当雷诺数对数值大于7.28后，最终排列结果变为二斜叶桨式>四斜叶开启>六斜叶圆盘>二直叶桨式>六直叶圆盘>四直叶开启。
搅拌是一个基于流动的传质、传热且兼有化学反应等的复杂过程，是化工生产中的基本单元操作之一[,,]。在实际应用中，搅拌操作可以加快多种不同属性物质间的分散速度，从而使物料快速均匀地混合[,]。因此，搅拌设备在传质传热过程中有着广泛用途，大量应用在冶金、生物、石油化工、水处理、食品、医药、聚合物及化妆品生产等行业中[,,]。
目前市场上带搅拌操作的反应器约占总生产工艺设备的5%～25%，而且所占比重仍在持续上升[]。搅拌设备的复杂多样性在解决生产需求的同时增加了选型的难度。随着cfd（计算机流体动力学）技术的迅速普及，众多学者通过对搅拌器进行数值模拟，寻找各类型搅拌器之间的性能关系，为搅拌器的选型提供理论基础[,]。谢明辉等对常用桨式搅拌器功率准数研究发现，槽内层流区用nagata关联式预测功率准数值效果较好，过渡区和湍流区则采用kamei和hiraoka关联式进行关联，最终模拟值与实验值吻合程度较好，进一步验证计算流体动力学对预测搅拌功率准数的可行性[]；郝惠娣等对径向流涡轮搅拌桨研究发现，转速较低选择六直叶涡轮、转速升高选择六平叶圆盘涡轮时混合效果会较好，且不同的桨叶直径也会对搅拌效果造成显著影响[]。
笔者以cfd研究方法作为理论基础，运用fluent软件对6种常规工业搅拌器内部流场信息进行模拟，得到有关搅拌器性能特征参数的数值信息并进行处理。基于相似理论，分析各参数之间存在的关系，为全尺寸范围内搅拌器的适用提供理论基础，使之获得普适性，为搅拌器选型提供便利。
笔者研究的搅拌器均为平底圆柱型搅拌器，主要由搅拌桨、搅拌轴和罐体3部分组成。通过对所选6种常规搅拌器进行建模和后处理，获取相应性能参数值。以内部均布4块挡板的二直叶桨式搅拌器为例，其各构件参数按相关行业标准设置如下：
搅拌槽直径d 1 200mm
液面高度l 1 200mm
搅拌桨桨叶直径dj400mm
桨叶宽度b 40mm
桨叶厚度δ8mm
轮毂内径d 35mm
轮毂外径d255mm
轮毂高度h 60mm
挡板高度h 1 200mm
宽度w 120mm
厚度δ16mm
计算时，介质充满槽体且自由液面与罐顶相平行，所用介质为20℃的水，密度为998.2kg/m3，黏度为1.003×10-3kg/（m·s）；考虑液体质量的作用，设置重力加速度为9.80m/s2，搅拌桨的转速选取300r/min。