气液搅拌流动主要特征是液膜上下剧烈震荡以及存在液滴夹带等流动情况现象,其流动特点实质上是气液相界面的不同演变特征造成。剪切稀化非牛顿流体搅拌流广泛存在于各个工业领域中,对于系统的安全和稳定运行有着重要的意义,但其相关研究较少。因此,有必要对剪切稀化非牛顿流体气液两相搅拌流的相界面失稳演变特性进行研究。本文基于Kelvin-Helmholtz不稳定性采用机理建模的研究方法,系统研究了剪切稀化非牛顿流体搅拌流相界面失稳特性,并对相界面失稳特性在流型转变以及液滴夹带研究中进一步的应用建立了相应的准则以及模型。全文的工作如下:（1）基于相界面不稳定性,引入幂律模型,对气液相界面进行不稳定性分析,构建剪切稀化非牛顿流体相界面失稳分析模型。并通过与牛顿流体对比描述液膜稳定性的Orr-Sommerfeld方程（O-S方程）对非牛顿流体的界面失稳模型进行验证。（2）本文提出搅拌流流型转变是由于尾流效应和液泛理论共同作用下导致。考虑液塞段液体对Taylor气泡区相界面的影响,基于相界面不稳定性分析理论,结合界面波受力分析,建立降膜上界面波的产生、生长和运动模型去分析相界面的变化情况,以最危险波的出现表征弹状流向搅拌流的流型转变判据,其中定义参数x为最危险波的波幅与管径的比值。模型研究利用现有实验数据验证,气水两相流的流型转变判据取x为0.4,非牛顿流体的x为0.37。研究发现,流变性对流型转变判据有影响,但是非牛顿流体的剪切稀化程度对流型转变界限影响较小;随着管径的减小或压力的增大,导致流型转变界限下移。（3）基于相界面不稳定性分析理论,从液滴剪切夹带机理出发,通过对界面波波峰处的受力分析构建不同管径下的非牛顿搅拌流液滴夹带率模型。并分析流变性对搅拌流内临界失稳波长以及液滴夹带率的影响规律:随着流体剪切稀化特性的增强,临界波长越大,液滴夹带率越小。