转子定子搅拌器广泛应用于食品化工、石油化工、生物化工等行业领域中，主要用于互溶液体的分散混合、不互溶液体的乳化以及气体在液体中的分散混合过程。因此，对该类搅拌器进行深入研究，可以对现有搅拌器进行优化设计，开发更为高效节能的搅拌器。本文采用CFD模拟的方法在Fluent14.0平台上对转子定子搅拌器的流体力学行为进行了系统的研究，主要内容包括以下几个方面：构建了多级式转子定子搅拌器的三维几何模型，并系统地考察流场信息如速度、剪切速率、流型、Kolmogorov长度以及湍能耗散率等，与操作条件以及流体性质的关系，这些整体或局部流场信息对于进一步深入研究流体的流动行为具有重要的作用。对转子定子搅拌器的功率消耗进行了系统的研究。转子定子搅拌器的几何结构参数如转子与定子之间的轴向间隙以及转子到壁面的径向间隙对功率消耗以及剪切速率有关键性影响。首先基于文献实验研究工作，通过CFD模拟研究，提出改进的功率准数关联式。改进的功率准数关联式考虑了径向间隙的影响，适用于牛顿流体和幂律流体的功率消耗预测。Metzner&Otto假设被广泛用来估计非牛顿流体的表观粘度。本文通过CFD模拟验证得到该假设亦适用于该转子定子搅拌器系统，并结合转子定子搅拌器的几何结构特点，提出了Ks与几何结构参数即转子与定子之间的轴向间隙以及转子到壁面的径向间隙的关联式。利用群平衡模型研究转子定子搅拌器内气泡尺寸大小及分布情况，考虑了两种气泡破碎机制，分别为粘性破碎和惯性破碎。构建了CFD-PBM耦合模型，结合CFD计算流场和PBM计算气泡大小分布的优势，能够有效地预测转子定子搅拌器的气泡尺寸大小及分布情况。