粘性流体中颗粒的分散是一种典型的固-液多相体系操作,该操作通常要求颗粒均匀分散,并对达到均匀分散的速度有一定要求。在一些生产工艺中,上浮颗粒与下沉颗粒并存于粘性流体中,此时需要同时对上浮与下沉颗粒的状态加以考虑。本文首先对不同操作条件下上浮颗粒的下拉分散进行了实验研究,而后在实验的基础上,使用数值模拟分别对上浮颗粒在液体中的固-液搅拌和上浮与下沉颗粒并存的固-固-液三相搅拌体系进行了研究,并提出了优选的搅拌桨型式和预测临界下拉(悬浮)转速的关联式。实验在液体粘度为0.042 Pa·s的麦芽糖浆水溶液-SBS颗粒体系下进行,研究了 WH、CBY、PBT三种搅拌桨在不同深度的临界悬浮特性及转速-云高关系。结果表明,浸没深度较小时WHd桨的临界下拉功率最低,浸没深度较深时CBY桨的临界下拉功率最低。同功率下云高随浸没深度增加而减小,无因次云高越接近1,增加单位高度云高所需功率越大。采用数值模拟方法分析了搅拌槽内速度分布、湍动能分布、固相含率分布,以及达到稳定分散状态的混合时间、功率消耗与颗粒分散的均匀性。发现上浮颗粒下拉主要依靠液面环流作用,下压式搅拌桨通过主环流而上推式搅拌桨则通过在液面产生的二次环流实现颗粒的下拉。下压操作时若主环流速度越大,颗粒下拉速度越快;上推操作时则由于搅拌桨能够在液面产生较大的湍动能,更有利于颗粒团在液相中的分散。粘性流体中,上浮与下沉颗粒具有不同的分散特性,上浮颗粒达到稳定分散的混合时间随搅拌桨浸没深度增加而增加,下沉颗粒达到稳定分散的混合时间则与之相反。上浮颗粒分散的均匀性随搅拌桨浸没深度增加而降低,而下沉颗粒几乎不受搅拌桨浸没深度的影响。在粘性体系中使用双层CBY组合桨时,通过数值模拟研究发现,当挡板为液面/槽底短挡板时,该双层桨对上浮与下沉颗粒的悬浮效果较好。