捷流式高剪切混合器作为一种新型的高剪切混合器,其兼具破碎效果好、主流强度大、宏观循环能力强的优点,这使其更能满足既需要较强的破碎效果又需要较强的卷吸、悬浮效果的粉体、固体颗粒溶解与悬浮液制备过程。目前对捷流式高剪切混合器的水力学特性的研究还未见报道,所以本文借助实验和CFD模拟的方法考察了定转子结构参数对其功耗和流场等水力学特性的影响,为捷流式高剪切混合器的进一步优化、放大和应用提供指导。首先,利用玉米糖浆及其水溶液为工作介质,在较宽粘度范围内系统地测定了捷流式高剪切混合器的功率消耗特性,考察了定转子剪切间隙宽度g、转子桨叶倾斜角度θ、定子底面开孔直径D_b等定转子结构参数对捷流式高剪切混合器功率消耗的影响,结果表明转子桨叶倾角的改变对混合器功耗影响最大,随着转子倾角的增加功率准数Po明显增大。实验首先获得了捷流式高剪切混合器的功耗曲线,随后拟合得到了关于层流功率常数Kp和湍流功率常数Po_t的功耗关联式,进而得到了捷流式高剪切混合器在整个雷诺数范围内的功耗表达式,其预测值与实验值的平均偏差为9.5%,最大偏差为30.3%,可用于层流、过渡流、湍流区的功率消耗特性的预测,为捷流式高剪切混合器的进一步优化和放大提供依据。其次,借助CFD模拟的方法详细研究了上述定转子结构参数对捷流式高剪切混合器功耗、排量、平均速度、平均剪切速率和平均湍动能耗散率分布的影响。通过对比CFD计算与实验测量所得的功率准数,验证了模型的适用性。结果表明:捷流式高剪切混合器的不同区域平均速度、平均剪切速率和平均湍动能耗散率分布的变化规律与相应区域的流体流量的变化趋势具有高度一致性,相比于定转子剪切间隙宽度,定子底面开孔直径和转子桨叶倾角的改变对上述水力学特性的影响更为显著。