卧式介质搅拌磨机作为一种高效研磨粉碎制备超细粉体的机械装备,广泛应用于冶金、矿业、食品、医药等相关领域。本文以某型号的卧式介质搅拌磨机为研究对象,分别对其流场建立单相湍流模型和液固两相流模型进行研究和分析,并对相关结构和工艺参数对研磨效果的影响进行探究。在此基础上,采用计算流体力学仿真和试验的方法,对卧式介质搅拌磨机的分散盘进行结构优化和改进。主要的研究内容和结论有:(1)对介质搅拌磨机流场进行单相湍流数值模拟,研究和分析了磨机的内部流场,并探讨了不同磨机结构和运动参数对流场特性的影响。研究结果显示,研磨腔内的有效研磨区主要集中在分散盘两侧及外侧区域和研磨腔的腔体壁面附近区域,黏性耗散率与转速之间呈2.4876次幂的关系。同时发现,转速的增大(特别是在n≥600rpm)会使得研磨腔内的能量传递和利用效率下降;腔径主要通过影响分散盘与研磨腔的腔体壁面之间的环形区域的速度梯度,进而影响研磨效率,且增大腔径不利于研磨;物料的粘度主要影响能量传递和利用效率,在研磨时较小的粘度值可以有利于提高研磨过程能量的利用率。(2)对介质搅拌磨机进行固液两相流数值模拟,通过研究流场运动、速度分布、湍流强度分布等规律,并研究了不同生产工艺参数对流场特性的影响和作用。对比单相湍流数值模拟中的研究成果,进一步明确了介质搅拌磨机的有效研磨区就是分散盘两侧及外侧区域和研磨腔的腔体壁面附近区域,同时发现分散盘B的研磨作用明显优于分散盘A,且槽的流动性明显优于孔。结合单相湍流模型中对转速的研究,得出在一定的范围内可通过增大转速增强研磨效果。而随着浆料粘度的增大,物料间能量传递利用效率下降20.53%,且当粘度为0.85～1.25Pa·s时物料在研磨腔上方堆积而易形成堵塞,使研磨效率急剧下降,因而研磨过程中尽量使用较低粘度的物料。对于介质球的粒径和填充率,应该配合转速和粘度使用。(3)在对介质搅拌磨机流场分析和研究的基础上,针对磨机分散盘的不良特性,提出分散盘结构优化和改进的方案,并进行数值仿真和实验研究进行验证分析。数值模拟发现新型机型的研磨腔内流场的速度、湍流强度、剪切率和黏性耗散率等场参数均优于现有机型,同时通过实验发现,新型机型的产品粒径D50和D90均优于原有机型且粒径的分布宽度更窄,证明了结构优化和改进方案的可行性和有效性,并为卧式介质搅拌磨机的设计和优化、及工艺参数的选择提供参考。