微观混合是物料从最小粘性涡尺度（Kolmogorov尺度）到分子水平尺度的均匀化过程。这种均匀化过程对于快速复杂反应体系至关重要。如果化学反应所需的时间短于微观混合所需的时间,反应将在物料未充分混合均匀之前发生,对反应收率、产品质量及选择性等产生重要影响。所以有必要对其作用机理展开更加深入的研究,对其理论模型进行构建,进而可以实现优化反应器、使目标产物选择性提升等目的。本文分析前人的研究后,认为在研究微观混合时,反应体系温度并不会发生变化的假定具有一定的限制,对于化学反应来说,其大部分都存在热效应。本文从推导流体微元的碰撞频率出发,以群体平衡为框架,考虑温度效应的影响,采用马尔可夫统计学方法,对流体微元在反应器内的混合行为建立了基于聚并-分散机制的非等温微观混合模型。采用标准矩方法进行求解,用累积量-忽略封闭法对未封闭的化学反应项进行封闭处理,并分别对不同反应体系建立了相对应的微观混合模型数学表达式。本文将基于聚并-分散机制的非等温微观混合模型推广应用于更多的实验对照,以验证模型的合理性。以酸碱中和与2,2-二甲氧基丙烷酸催化水解反应及碘化物-碘酸盐平行-竞争反应体系为基础,对其进行模型验证,研究微观混合性能和不同因素的影响规律,本文研究结果表明:模型模拟预测值（离集指数）与实验值吻合良好;在搅拌釜反应器中,在加料时间一定的情况下,增加雷诺数、搅拌转速时可减小离集指数,增加体积比、反应物初始浓度、粘度、温度时,可增加离集指数;不同的加料位置由于湍流程度不同产生的微观混合性能也有所不同,在湍流程度高的位置处加料更有利于微观混合。根据文献中报道的酸碱中和与2,2-二甲氧基丙烷酸催化水解反应的实验为例,将本文模型与不同模型（非等温片状结构模型及非等温涡旋卷吸模型）相对比。根据模拟结果发现,本文模型模拟的离集指数值与实验数据的吻合程度要优于其他模型。对不同组分浓度和温度时空分布进行了模拟,发现弱放热反应体系所引起的温度变化并不明显,强放热反应引起的温度变化较明显,证明在研究微观混合时考虑温度的影响是非常有必要的,尤其是对强放热反应体系。