多相流搅拌器广泛应用于石油、化工等领域。化工机械体积庞大生产成本高,在运转过程中常常出现磨损、断裂等失效形式。因此,需要对搅拌釜的关键部件进行受力分析以及强度校核。传统的气液固多相流搅拌器大多采用通气式和表面更新式,但存在内部气体分布不均匀的问题。本文设计了一款双吸涡轮桨式搅拌釜,利用ANSYS软件对关键部件自吸式搅拌轴、搅拌器、支腿的结构进行设计并改进,利用CFD软件对内部流场进行数值模拟并与普通搅拌釜进行对比。(1)按照扭转强度和扭转变形计算设计了直径为100mm,壁厚为14mm的自吸式搅拌轴,通过对设计的搅拌轴进行有限元分析,结果表明自吸式搅拌轴的吸气口处的最大应力为110.85MPa大于搅拌轴材料的105MPa。在吸气口处设计加强环,对改进后的自吸式搅拌轴进行优化分析,结果表明改进后自吸式搅拌轴的吸气口处最大应力为56.3MPa,满足材料工作强度要求。对自吸式搅拌器进行模态分析,通过分析1～10阶的模态振型,确定自吸式搅拌器采用悬挂式安装在搅拌釜内。(2)针对桨叶弯曲角度参数a、b,当a(28)45°搅拌桨叶由外边缘向搅拌器中心处的强度变化趋势低。分析当b=30°45,°60,°下,b(28)30~o时,叶片焊接部位应力值最小,桨叶由外边缘向搅拌器中心处的强度变化趋势低不易发生断裂,搅拌桨叶的角度a(28)45°,b(28)30~o。搅拌釜采用支腿进行支撑,对支腿进行疲劳分析,确定应力主要集中在支腿与搅拌釜连接处,在支腿连接处设计加强筋有效缓解了连接处的疲劳磨损。(3)借助CFD软件对搅拌槽内部的混合性能进行模拟仿真,结果表明双吸涡轮桨式搅拌釜具有良好的速度分布和固液悬浮性能,湍动能和湍动能耗散分布合理。分析不同转速下的搅拌器压力分布图结果表明不同搅拌转速下,转速增加,搅拌器背液面受到的压力减小,迎液面受到的压力增加。(4)将双吸涡轮桨式搅拌釜内的物料混合效果与普通搅拌釜内进行对比分析。结果表明双吸涡轮桨式搅拌釜物料混合效果更好。当转速为350r/min时,普通搅拌槽的功耗达到了98w,双吸涡轮桨式搅拌釜的功耗只有53w。因此双吸涡轮桨式搅拌釜在功耗方面大大降低。