本文以5L立式捏合机为研究对象,采用CFD数值模拟的方法对固体推进剂混合流场进行分析研究,以计算机为工具对桨叶进行应力分析与对比,进而得到锅壁上的压力及温度分布情况,为测试系统中传感器的安装提供参考依据。首先,通过确立料锅内径D、最小间隙e、空心桨螺旋角a2,及两桨叶角速度ω。,ω2等五个独立参数,利用三维建模软件进行了桨叶的参数化建模工作,实现了桨叶的参数化计算机辅助设计,包括空心桨叶、实心桨叶的实体建模以及复杂桨叶三维造型的方法,为桨叶的研究工作奠定基础。其次,运用计算流体力学理论,确定了壁面与物料无滑移、混合流场封闭、向下的重力加速度、物料的粘度和密度等边界条件,并对混合物料进行非结构的网格划分。再次,以计算机有限元分析软件为工具,使用动网格更新方法对混合流场进行瞬态模拟,通过编译C语言源代码实现施加各种复杂的边界条件,完成混合过程的数值模拟,对速度场、压力场、粘度场进行分析与理论对比,由此确定立式捏合机混合流场数值分析与预测方法。然后,通过理论分析和数值模拟,结果表明：桨叶转速与剪切应力成正比例关系,转速高,剪切应力越大,即混合能力越强,同时对桨叶的强度要求也越高；在搅拌的过程中,粘度值随着物料速度的增加而增加的,在粘度超过某个值时(本例中600Pa.s),桨叶剪切应力力急剧上升,但同时流量反而减小,此时对搅拌效率并无提高,并且对桨叶的强度要求较高；在混合物料中,固体组分的增加会对剪切应力有较大影响,固体比例越高桨叶剪切应力越大,对桨叶要求越高,所以一般控制在40%-75%左右。改变桨叶转向和实心桨相位,进行数值模拟,得出：搅拌锅壁上的应力呈周期性变化,所以测试系统中传感器可以均匀分布；正转时,物料运动方向向下,锅底应力较大且集中在锅底边缘附近和中心位置,反转时,物料向上翻滚,故间断的改变桨叶的旋转方向可以提高混合效率。利用流场中的压力,通过UDF方法对流场温度进行数值模拟,结果表明：桨叶叶刃及最小间隙附近流场温度较高,接近锅底部的叶尖处温度最大,故此处对桨叶抗温度变形的要求较高；锅壁温度分布较均匀,但底部温度主要集中锅底边缘和中间,所以测试系统中温度传感器应在离锅底边缘不远处和锅底中心。