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气-液搅拌反应器是化工、制药、食品、石油等行业最常见的流体混合设备。搅拌反应器内的微观混合对产物分布、产品质量和生产安全有极其重要的影响。为了尽可能的提高气-液搅拌反应器内目标产物的转化率，谋求最大的经济效益，应选择适合反应过程的混合条件，但对气-液体系中液相的微观混合研究非常有限，文献中的结论也存在矛盾。因此对气-液搅拌槽内微观混合性能进行研究是十分重要和必需的。本文以槽径300mm的不锈钢气-液（氮气-溶液）搅拌槽为研究对象，采用半椭圆管盘式涡轮搅拌桨（HEDT）单桨作为搅拌器，通过Villermaux及合作者提出的碘化物-碘酸盐平行竞争反应体系，着重考察了加料时间、搅拌桨转速、加料位置、管口返混、表观气速和桨径等因素对产物分布的影响，定量研究了通气搅拌槽内的微观混合效率。结果表明：900s是适合本文微观混合实验的加料时间；无返混的情况下，离集指数随平均轴功耗的上升而减小；在桨叶高速射流区加料管口内易存在返混，改变加料管形状为向后弯曲可以减少返混；减小水平加料直管尺寸使vf/vtip≥0.05时可基本避免返混的影响；近液面下方和壁面附近的微观混合主要受气体排开液体体积功Pgas的影响，并且近液面气泡大量破碎也有利于微观混合，近壁面低通气量对离集指数影响较小；在气泡大量聚集区，低速气泡表面阻碍液体宏观流动并减弱局部液体湍动与气体排开液体做体积功Pgas和气泡破碎引起液相湍动对微观混合是一对矛盾因素，表现为多数情况下表观气速vs=0.037时的离集指数最大；在桨叶叶端区加料，通气对离集指数的影响不大，而在稍远处，气泡的合并聚集使通气时微观混合效果不如未通气时；相同功率下，D=100mm HEDT桨分散气体作用强，使无因次加料位置d/D=0.1和0.2处连成同一湍流强度区，而D=150mm HEDT桨对气体的分散作用弱，d/D=0.1、0.2和0.3处的离集指数相差很大；在相同的无因次加料位置下，D=150mm HEDT离集指数均大于D=100mm HEDT桨；分别用前人PIV数据和团聚模型计算得出桨叶区微观混合特征时间tm约为26ms；利用指数增长的团聚模型对近液面和上循环区壁面值进行了估算，并对不通气条件下桨叶区离集指数进行了模型计算。本文的研究结果对于工业大型搅拌槽的放大和优化设计具有指导意义。