结晶技术由于有着分离效率高、能量消耗低、对环境污染低等优点,得到了广泛的应用且价值较高。于50年代末出现的DTB结晶器因结构简单、生产强度大等优点得到了普遍的应用。近些年CFD被广泛用于模拟结晶过程,多数学者关注于结晶参数如晶体的成核、成长上,较少有学者关注工业级、双圆筒型DTB结晶器内的流场分布及晶体悬浮混合效果,而这对结晶效果影响很大。本文使用Fluent商业软件,对工业级DTB结晶器内流场混合效果进行了数值模拟,对搅拌桨结构及操作方式进行了优化,并对结晶器内单相流及两相流流场进行了数值模拟,为研究结晶过程奠定理论基础,为工业结晶器的应用设计提供参考。对求解算法进行验证,针对单相流及固-液两相流分别选取不同的求解算法,并将功率准数的模拟值与实验值、临界悬浮转速的模拟值与经验值分别进行对比分析。结果表明:稳态求解器、标准k-ε湍流模型、多重参考系法(MRF)和SIMPLE算法得到的模拟值与实验值之间的相对误差为2.5%;瞬态求解器、标准k-ε湍流模型、多重参考系法(MRF)、Phase Coupled SIMPLE算法及syamlal-obrien曳力模型得到的模拟值与经验值间的相对误差为2.5%。搅拌桨构型不同,在结晶器内产生的流型也会不同。以速度、剪切速率、功率消耗及介质质量流率为指标,针对搅拌桨桨型、桨安装高度、桨层间距、桨个数等对搅拌桨进行了优化,模拟结果表明:单层PBT搅拌桨在安装高度为1/4H时性能较优。在单相流的基础上,从宏观流场、搅拌桨旋转方向、介质密度及搅拌转速等条件对结晶器内流场分布、功率消耗、循环性能、湍动能等方面分别进行了对比分析,研究了结晶器结构对流场的影响,模拟结果表明:搅拌桨逆时针旋转比顺时针旋转时效果好;介质密度对结晶器内流场无显著影响,介质流通量、功率消耗则分别与介质密度呈现出线性关系;搅拌转速的增大不会对流型产生影响,转速-流量间存在着线性关系。采用多相流模型分析晶体的悬浮效果,分别研究晶体体积分率、晶体尺寸、晶体密度等参数对悬浮效果的影响,结果表明:晶体体积分数越大,晶体在结晶器内总体悬浮效果越好;晶体直径为0.1mm、0.3mm时可在结晶器内处于完全且均匀的悬浮状态;对晶体密度的影响进行了分析,发现密度较小时悬浮效果越好且功率消耗越小。选取了工业上常用的进料位置,以混合时间为指标,发现结晶器下部进料时效果较好;桨叶下方示踪剂的传递扩散速率明显高于自由液面处。