机械搅拌设备在许多工程应用领域都会被用到，其是水处理和化工等行业必不可少的设备，在用来对流体实施混合方面以促进传热、传质等方面其功能尤其受到人们的重视，同时机械搅拌槽还被广泛应用于我国的生物制药和食品发酵等主要生物技术行业中，是促进固液良好均匀混合必不可少的设备。对于搅拌混合而言，对流、脉动以及分子扩散都是促进混合或者说是混合之所以能发生的内在推动因素，因此对搅拌槽的流场特性进行研究有十分重要的价值。本文对机械搅拌槽分别利用PIV测量技术进行了实验研究，同时利用Fluent商业软件采用RNGk-ε模型和大涡模拟模型以及多重参考系法对其进行了数值计算研究，文中所采用的搅拌槽的桨叶为45°折叶桨。PIV实验研究分别从流场分布、涡量分布和瞬时速度随时间的脉动分布以及湍流动能分布几个方面分析了转速对流场的影响，双层桨叶间距对流场的影响，下层桨叶离底高度对流场的影响，同时还配合两组单层桨叶搅拌槽分析研究了双层桨叶搅拌槽中双层桨叶对流场的相互影响机理。实验证明，转速的增大不会改变所测流场内的流型，但是会增大时均流速，脉动速度和湍流动能；桨叶间距的扩大有利于扩大主体大环流的影响范围，也有利于让所测流场的大部分区域都处于较强的湍流区；下层桨叶离底部高度的变化会带动流场中的主体大环流的上下相对位置的改变以及会导致液面以下靠近搅拌轴处的逆时针环流的压缩或扩张，下层桨叶以下的区域其对流和脉动都显得很微弱，因此适当降低下层桨叶的离底高度是相当有必要的；双层桨叶对流场的影响相当于向上排量的桨叶的串联。通过数值模拟计算以及实验结果与数值模拟结果的对比分析发现RNGk-ε模型和大涡模拟所得到的流场分布图基本上都能与实验相匹配，但是通过对比下层桨叶以下的区域和流场主体大环流的环绕中心的位置以及流型来看，大涡模拟的结果与实验值更为接近，同时对比流速分布图像，发现从整体上大涡模拟的值相比于RNGk-ε与实验值符合的更好，但不排除局部有些地方也存在差异的现象。