搅拌作为基本的单元操作,在工业生产中的应用范围很广,其中有相当大一部分应用涉及到非牛顿流体。然而非牛顿流体流变性质的复杂性使得对其的研究更加困难,目前对于非牛顿流体在搅拌槽内流动混合特性的研究多为计算机模拟而不是实验研究。为了填补在搅拌槽内非牛顿流体流动特性研究的空缺,本文针对搅拌槽内剪切变稀流体的流动混合特性展开了一定的研究。本文利用粒子图像测速(PIV)技术,探究了使用Rushton桨的搅拌槽内聚丙烯酸钠溶液的流动混合特性。实验以雷诺数与非牛顿流体的流变指数为主要考察变量,通过调节转速及聚丙烯酸钠溶液的质量分数,对搅拌槽内桨叶区的流体流动特性进行了研究对比。研究表明,在雷诺数为900-5500的范围内聚丙烯酸钠溶液在桨叶区的流动处于过渡区,其中雷诺数低于1500时,其流型更趋近于层流流动,当雷诺数高于5000时,流型更趋近于湍流流动；在搅拌桨中心轴线处剪切变稀流体的无因次化径向速度与雷诺数之间有着显著的相关关系,其随着雷诺数的增加而逐渐增大；相对于雷诺数的影响,无因次化径向速度的分布受流体流变特性的影响更加强烈；无因次化均方根速度分布与雷诺数约呈正比关系,雷诺数的增加对其影响程度大于雷诺数对平均速度的影响；湍流动能在桨叶区的分布关于桨叶中心轻微不对称,通过相位解析的湍流动能分布可以发现这种不对称在相位角0=50°时达到最大；与牛顿流体的高度湍动区随尾涡发展而形成相比,本次实验的非牛顿流体的高度湍动区在尾涡耗散后形成；桨叶区内假塑性流体的剪切速率随雷诺数的升高而增大,其中当流体流态趋近于层流时,桨叶区内剪切速率分布较为均匀,当流体流态趋近于湍流时,在桨叶中心轴线的两侧会出现两个高剪切速率区,而桨叶中心轴线处剪切速率较低；在本次实验条件的范围内,非牛顿流体的平均径向速度分布及湍流动能分布与雷诺数为其1/10的牛顿流体相似。