同心双轴搅拌器是一种新型宽适应性搅拌器,具有灵活可调和高效低耗的优点,在工业界得到了广泛的认可。目前国内外对同心双轴搅拌器的研究较少,且主要集中在对单相体系的研究上。本文对同心双轴搅拌器在固液粘性体系中的临界离底悬浮转速、功耗特性进行了实验研究。首先提出了一种新的基于压力测量的临界离底悬浮状态判定方法,实验证明该方法能较好的应用于固液、气液固体系临界离底悬浮状态的判定。基于新提出的临界离底悬浮状态判定方法,实验对比了三组同心双轴搅拌器(锚式外桨+六直叶圆盘涡轮/上扬式六斜叶开式涡轮/上扬式推进桨)以及三种单轴桨(六直叶圆盘涡轮/上扬式六斜叶开式涡轮/上扬式推进桨;D=0.35T/D=0.53T)在粘性固液体系中的临界离底悬浮转速和功耗。结果表明,同心双轴搅拌器较单轴搅拌器具有更高的功率效率,特别是当外桨转速较大时,同心双轴搅拌器的优势更加突出,而三种桨型组合中,锚式外桨加推进式桨组合的功耗效率最高。实验研究还对比了同心双轴搅拌器在不同的转动模式(内外桨同向转动、外桨静止不动、内外桨反向转动)条件下的固相悬浮能力,结果表明固相悬浮性能同向模式好于单轴模式好于反向模式。此外,考虑了液相粘度、固相粒径、固含率、固液相密度差等因柰对临界离底悬浮转速和功耗的影响,提出了一个适用于同心双轴搅拌器的临界离底悬浮转速预测公式。为了更加直观地描述同心双轴搅拌器固相悬浮特性,采用CFD方法研究了同心双轴搅拌器的固相悬浮特性。为了建立合理的数学模型,首先将常用的Gidaspow曳力模型和修正Brucato曳力模型的模拟结果与前人的实验结果进行了对比,发现修正的Brucato曳力模型对固液两相搅拌体系流动参数的预测更加准确。监测距釜底1mm平面上平均固含率随转速的变化发现,平均固含率随转速增加先缓慢降低,后急剧下降,最后趋于平稳。根据距釜底1mm平面上平均固含率-转速曲线对临界离底悬浮转速进行了模拟预测,和实验结果吻合良好。模拟还直观地展示了三种桨型组合条件下的固相流型,展示了不同转动模式和外桨转速条件下的固含率分布和流型分布,以及研究了液相粘度、固含率对固相分布的影响。