潜水搅拌机作为一种高效混合搅拌设备,在污水处理中扮演着重要角色。因此,科学合理地使用潜水搅拌机以提高其搅拌效率,是污水处理工艺设计的重要任务。针对目前我国污水处理搅拌设备存在的效率低、能耗高等问题,设计了一种自励公转的行星搅拌机,并采用数值仿真模拟与物理试验相结合的研究方法,对行星搅拌机进行了系统的研究。主要研究内容包括以下四个方面:（1）传统的潜水搅拌机在运行过程中通常固定在搅拌池的某个位置,由于只有定指向叶轮的旋转,形成的流场影响范围也只是固定不变的一个锥形区域,影响范围有限。为了改善现有潜水搅拌机的搅拌效果,设计了一种新型的潜水搅拌机——自励公转的行星搅拌机,即在传统的固定潜水搅拌机的基础上增设自励公转的功能,所谓自励公转是指利用搅拌器自身推流形成的反作用力推动自身绕一中心轴旋转,使得有效搅拌流场范围更大。相较于固定位置的潜水搅拌机,行星搅拌机能够达到更好的搅拌效果。（2）利用Fluent数值模拟软件,分别模拟了3种叶轮轴线与竖直方向呈不同夹角的自励公转行星搅拌机以及固定位置的搅拌机在搅拌池的流场分布情况。使用Fluent数值模拟软件的UDF模块,分别计算了固定位置的搅拌机和自励公转的行星搅拌机有效搅拌体积占整个流场体积的百分比。通过速度云图分析和“有效搅拌域”计算结果对比,发现夹角为30°的行星搅拌机搅拌效果最好。其有效搅拌区域最大,占据所计算流场体积的66.23%。其次分别为夹角为45°和60°的行星搅拌机。且3种情况下行星搅拌机的有效搅拌域均大于固定位置搅拌机。（3）目前,潜水搅拌机的搅拌效果主要是根据CJ/T 109-2007潜水搅拌机标准规定的轴向有效推进距离和水体截面的有效扰动半径来评估。但行星搅拌机形成的射流除有径向运动外,还有因公转造成的切向运动,相对于固定位置潜水搅拌器射流,射流沿同一方向传输的射流量和能量较小,使得轴向有效搅拌区域长度变短。因此,现有的行业标准规定的轴向有效推进距离和水体截面有效扰动半径并不适合评估行星搅拌机的搅拌性能。为此提出了一种新的实验方法,通过测定“搅拌均匀度”来评估潜水搅拌机的性能。该方法可以研究池内各区域的均匀度分布,以科学的方式评估行星搅拌机的搅拌效果。（4）通过模型实验和工程案例实验分别测量不同工况下自励公转的行星搅拌机和固定位置的搅拌机在不同轨迹下的搅拌均匀度,通过数据对比,得出了行星搅拌机的搅拌性能优于固定位置搅拌机的结论。此外,还对行星搅拌机的工程样机进行了480小时连续运行实验,验证了自励公转的行星搅拌机在实际工程应用中的可行性。