粉体作业有着数千年以上悠久的传统实践历史,其中,粉体的混合在众多工业生产中都是一个非常重要的单元操作。颗粒体系是一个典型的复杂系统,对于颗粒混合,目前主要是以宏观实验研究为主,而对混合器内部颗粒的微观运动特性和混合机理的研究相对不足。近年来,随着计算机技术的飞速发展,离散单元法(Discrete Element Method,DEM)成为解决此类非连续介质散体力学问题的有效数值方法。本文以常用的回转型混合器——双锥型混合器为研究对象,采用离散单元方法研究了其内部颗粒的流动特性和混合特性;考察了在滚筒混合器内设置内构件的增混特性和机理,并基于此考察了在双锥型混合器内设置内构件的增混效果。研究内容主要包括以下几个方面:(1)滚筒混合器内颗粒混合特性及内构件增混机理研究。采用离散单元法对滚筒混合器内两种不同大小颗粒的相互混合与分离进行了微观动力学研究,并考察混合器内分别设置“一”字形、“十”字形和“*”形三种挡板,及挡板尺寸与混合设备直径比(尺寸比)对混合效果的影响。结果发现当滚筒内含内构件时,颗粒的离析现象会得到很大程度的抑制;三种挡板均能增强混合,并且“十”字形是最佳选择。(2)双锥型混合器内混合特性的三维数值模拟研究。分析了双锥型混合器内均一粒径颗粒的流动和混合特性,模拟了混合器旋转速度和装料方式对混合特性的影响;并研究了填充率对非等粒径二元颗粒体系混合效果的影响。(3)双锥型混合器内设置挡板对二元粒径颗粒混合的增混效果研究。考察了在双锥型混合器内设置“十”字形挡板对抑制颗粒径向分离的作用;进一步提出在混合器内设置“十”字倾斜挡板,研究了挡板宽径比对沿轴向的颗粒混合的增混效果以及增混机理。