气液传质设备在化工、食品、医药及环保等行业都是关键的单元设备,直接应用在各种气液的传质、传热等过程,如吸收、精馏、洗涤和增减湿等分离单元。对气液传质设备流体力学行为特性的深入研究是实现设备设计优化和放大的必要条件。基于此,本文将实验室研究出的新型锥式泡罩塔板应用到气液传质分离领域,为评价其适用性、稳定性和操作弹性,设计了一套新型的锥式泡罩鼓泡塔,并通过实验的流体力学特性和计算流体力学两个方面对流动过程进行了深入研究。实验的流体力学特性研究主要包括气含率测定、气泡直径测定、气液相比表面积计算、液泛速度测定、停留时间分布测定以及轴向混合系数计算六个部分,探究两相流速和实验体系物性对流体力学特性的影响,其主要结论如下:（1）塔内的气含率随着表观气速增大而增大,较高气速时的气含率随表观气速增加的幅度与低气速时相比明显减小,液相流速对其影响不大。表面张力的降低会使气泡容易生成新的表面,气含率增大。（2）气泡Sauter直径与表观气速呈正相关关系,液相流速对其影响不大。表面张力低的体系更容易使气泡破碎,气泡Sauter直径变小。（3）气液相比表面积随着表观气速的增加而增加,高气速时的增加趋势变缓,液相流速对其的影响较小。表面张力与气液相比表面积呈负相关关系。（4）液泛速度随液相流速的增加而降低,更高表面张力的体系能够具备更大的操作范围。（5）鼓泡塔中停留时间分布随液相流速增大,气相流速影响不大,根据公式计算得到的轴向混合系数随着两相流速的增大而增大。根据实验结果的分析与讨论,利用前人经验关联以及因次分析法得到实验范围内流体力学特性的工程经验关联式,计算值与实验值误差均在±20%以内,关联性较好,可以作为后续设计与放大时的计算依据。以计算流体力学（CFD）软件为工具对新型锥式泡罩鼓泡塔进行了三维、二维模拟计算,探究气含率、液相速度和气泡直径等流体力学参数的变化,得到以下结论:（1）三维模拟得到的气含率、液相速度分布和气泡直径与实验数值、现象相符,气含率和气泡直径结果与表观气速呈正相关关系。模拟结果能够直观地显示锥式泡罩不仅使塔内气含率升高,还促进了气液间的充分混合,有利于全塔的气液传质。（2）从二维模拟结果来看,锥式泡罩鼓泡塔的流体力学性能明显优于平板鼓泡塔,以实验设备的1:1比例建立的二维鼓泡塔模型的流动性能最好,一定程度上证明了其设计尺寸的合理性。