气-液搅拌槽反应器具有许多优点，已广泛应用于许多工业部门，但对其研究尚不充分，主要作了一些宏观的研究，目前仍处在由纯经验研究向半经验半理论研究方向转化的阶段．本文采用现代测试手段，对槽内局部和微团的特性进行了研究，并结合理论分析，从较深层次上去认识气-液分散机理及流体力学特性，以期加快研究和开发工作的步伐，满足生产发展的需要。 本工作在国内首先研制开发了双探头电导探针法测定气泡大小的微机自动测量系统，并采用照相法对该测量系统进行了标定。该系统性能可靠，具有响应速度快、灵敏度高、使用方便等优点，尤其是可以实时地进行大样本测量和数据处理。 开发应用了热膜风速仪测量搅拌槽内气-液两相流的局部气含率、液体的时均速度及湍流参数，从国内外已有的文献看，只有Lu做了类似的工作。根据柱形热膜探头以及气-液搅拌槽内流体流动的特性，改进了用电压概率密度法计算气-液搅拌槽内局部气含率的方法，在此基础上得到了液体时均速度及脉动速度均方根值的计算公式。研究了热膜探头偏角及流体介质温度变化对热膜风速仪测量精度的影响，并对流体介质温度的影响进行了校正。 在槽径分别为φ0.287m、φ0.495m、φ1.1m的三个几何相似的搅拌槽内，采用双探头电导探针法系统地测定了搅拌槽内上、下循环区及叶轮区的气泡尺寸，采用恒温热膜风速仪测定了搅拌槽内上、下循环区及叶轮区的局部气含率，采用溢流法测定了全槽平均气含率，研究了操作条件对气泡尺寸和气含率的影响规律以及搅拌槽内气泡尺寸和局部气含率的空间分布规律，并得到了相应的关联式。 采用热膜风速仪测定了搅拌槽内上、下循环区及叶轮区的液体时均速度、脉动速度均方根值、湍流强度、并对搅拌槽内上、下循环区的湍流能谱作了初步的测定，研究了操作条件对液体的时均速度、脉动速度的均方根值、湍流强度的影响规律及其这些参数的空间分布规律，并得到了相应的经验关联式。 研究了气-液搅拌槽放大过程对上述这些参数的影响规律，并对适宜的放大准则进行了探讨。 从搅拌槽内上循环区气泡的合并现象出发，应用Kolmogoroff的各向同性湍流理论，引入了液体的湍流衰减及气-液两相体系的有效分子粘度的概念，再给合气泡的表面能与搅拌所提供的能量之间的平衡关系，导出了上循环区的气泡直径及全槽平均气含率与操作条件和搅拌槽直径的理论分析关系式，所得结果与实验结果相吻合。 根据气-液两相流的特性，改进了单相流叶轮排出流切向射流模型，并应用改进模型计算了气-液搅拌槽内叶轮区液体速度的径向分布和轴向分布，模型计算值与实验值比较符合。 本文的理论分析、实验结果以及所得到的关联式，对气-液搅拌槽的研究开发、搅拌桨的选型和设计以及搅拌槽的放大都具有较好的理论及实用价值。