适用于高粘度流体的卧式双轴搅拌设备广泛应用于化工、食品、特别是聚合反应等行业中，但该类设备的理论研究仍然非常匮乏，因此非常有必要理论研究搅拌器的性能并分析其对设备的影响。本文通过计算流体力学（CFD）方法，采用动网格技术结合Realizable k-ε湍流模型，分析了不同搅拌速度时多相流中压强和速度场对重力的灵敏性。结果表明：在足够小（＜0.03104）的弗雷德数（Fr=2Di/g）条件下，压强对重力非常灵敏；然而，当弗雷德数大于或等于这个值（0.03104）时，压强由惯性控制而非重力。与压强相比，速度场受雷诺数的影响更大。本文通过CFD方法，发展了一种统计定量评价方法，研究了D-T型卧式双轴搅拌混合釜中的压强、三维速度场、湍流动力学能的分布，分析了搅拌速度对它们的影响。计算结果表明：在较低的搅拌速度时，相对压强沿重力方向有规律的增加，而在较高的搅拌速度时，压强分布变得不均匀；尽管搅拌混合釜的物理结构是对称的，其流场只有在边界条件对称的条件下才是对称的；推进叶片和搅拌杆的数目对湍流的形成影响较小，湍流受搅拌速度影响较大。与D-T型卧式双轴搅拌混合釜相比，设计了星型卧式双轴搅拌混合釜以克服前者存在的缺乏轴向推力的不足。通过CFD方法，应用大涡模拟（LES）结合动网格技术，对釜内压强、三维速度场的分布进行了详细的解析，并深入分析了粘度对它们的影响。结果表明：不同粘度时，相对压强分布差异较大；随着转轴的旋转，流体形成旋转流，主搅拌轴和清理轴形成的旋转流在两个转轴交叉的区域相互交融；随着粘度增加，轴向流动减弱。采用PIV实验技术，通过筛选出合适的示踪粒子，对可视化星型搅拌混合设备中的速度场进行了实验研究。实验结果表明：采用荧光示踪粒子，结合截止滤光片，能获得较清晰的图像，但只在低粘度时获得了较好的实验结果，本文对相关实验进行了计算模拟。本文通过示踪法，结合二值化技术等现代图像处理技术，实验分析了星型搅拌混合设备在不同持液量、粘度、搅拌速度等条件下的混合时间，在实验条件下得出了通用的混合时间计算公式。可为该设备的工程应用提供必要参数。