搅拌与混合是化学工程和生物工程中最常见的单元操作之一,机械搅拌设备广泛应用于化工、食品、制药、冶金、造纸、石油等过程工业。搅拌设备中搅拌器的设计占有重要地位,其功能是提供各过程所需要的能量和适宜的流动状态,搅拌器结构对流场影响很大,而流场是决定搅拌效率和性能的关键因素。错位圆盘涡轮搅拌器是在标准六直叶圆盘涡轮搅拌器的基础上进行改进的得到的,本文采用数值模拟与实验相结合的方法来研究错位六直叶圆盘涡轮桨的混合性能。综合对比了标准六直叶圆盘涡轮桨与错位六直叶圆盘涡轮桨搅拌槽内的流场及宏观特性参数,并分析了错位桨离底高度变化对流场的影响规律。研究结果表明,在相同操作条件下,错位圆盘涡轮桨搅拌槽内的流场分布优于标准桨,由于流场的非对称性,错位桨能够有效的促进桨叶上部流体的混合,明显改善桨叶下方流体的混合效果。错位圆盘涡轮桨的排出流量准数是标准圆盘涡轮桨的1.7倍,混合效率提高了10%左右。不管在层流还是湍流状态下,改变错位搅拌桨离底间隙,可以加强搅拌槽内的轴向流动,使流场由径流型变成轴流型。层流状态下,C=0.15D时,上叶片下部存在涡流循环；而湍流状态下,C=0.18D时,整个槽内流场结构由径流型变成了轴流型。这表明流动状态能够影响搅拌槽内流型,错位桨搅拌槽内流型随离底高度的变化规律与标准桨搅拌器的不同。层流下减小离底高度会降低功率消耗,增加混合时间,不利于提高混合效率湍流下降低离底高度能够同时减少功率消耗与混合时间,混合效率提高了45%。实验测得的搅拌器功率准数与模拟结果在层流下吻合较好,湍流下受湍流模型假设的影响,使得功率准数的模拟值偏小20%,但两者的变化规律基本相同,验证了数值模拟的正确性。