目前大多数采用全混式连续搅拌厌氧发酵反应器(CSTR continous stirred tank reactor)的沼气工程由于混合效果不佳,导致运行效果较差,影响了沼气产业的进一步发展。影响发酵过程混合效果的因素主要有反应器结构、搅拌方式、原料特性、试验温度等。其中,反应器结构与搅拌方式在沼气工程建设完成时,就已经固定而难以调整,本文为获得较优搅拌结构进行研究,具体研究内容如下:(1)针对五个配比浓度条件下的混合原料在不同温度条件下进行粘度测定,确定假塑性流体关系,获得最优粘度值以供后期计算流体动力学(CFD)仿真参数选择。(2)利用现有的CFD软件对单层搅拌和双层搅拌的反应器内的三维单相湍流流场进行了仿真数值模拟,将反应器内液体模拟为单向流,观察单层搅拌与双层搅拌对混合原料的混合情况,并分析和讨论了不同参数(搅拌器转速、流场粘度)对反应器内流场特性(涡量、压力等)的影响。(3)对搅拌桨三维模型进行实物制作,并进行试验验证。经过试验论证,证明CFD模拟仿真效果的准确性,并且比较了单双层桨叶之间的混合效果、产气率等,论证单、双层搅拌结构的混合情况优劣。本文针对CSTR、搅拌器等的国内外研究现状进行总结归纳,提供了基本技术支撑和思路拓展,并且对CSTR搅拌桨结构设计与试验进行研究,得出相应结果与结论。将表观粘度、CFD数值模拟与试验验证三者结合,由物料特性至搅拌结构的综合,对实验室条件下CSTR搅拌结构的研究具有更强的技术性和准确性,可为后续研究提供一定参考。