固相悬浮搅拌操作在化工生产中应用广泛。搅拌转速,桨叶直径,桨间距和桨叶排出流方向对固相的悬浮质量影响较大,因此在考虑功率消耗的情况下,选择合适的操作参数和搅拌釜结构参数至关重要。本文采用数值模拟方法对无挡板三层斜叶桨搅拌釜内的流体流动进行研究,考察了搅拌转速,桨叶直径,桨间距和桨叶排出流方向对自由液面漩涡高度,湍动能分布,功率消耗,固相悬浮不均匀度的影响。采用VOF法对无挡板搅拌釜内的气液两相运动进行研究,表明釜内流场形态更接近于实心体旋转,流体切向速度整体比轴向和径向速度大一个量级。漩涡深度随转速和桨叶直径的增加而增大。通过改变各层桨叶排出流方向能够打破釜内流体的切向运动,抑制漩涡生成,当桨叶排出流方向组合为U-U-D时,漩涡深度值最小。通过计算得到排出流向下的的三层斜叶桨搅拌釜的功率与转速及桨叶直径的关系为:P∝N2.74D3.89,其无挡板单层PBT桨叶的功率准数为0.174。采用欧拉-欧拉双流体模型对搅拌釜内气液固三相进行研究,结果表明固相受到离心力作用,在釜底和近釜壁处聚集,搅拌轴附近区域固相含量较低。通过增大搅拌转速、桨叶直径和桨间距在一定程度上能够减小釜底沉积区域,改善悬浮质量。固相悬浮质量随桨间距的增大而降低。结合功率消耗,确定当搅拌釜直径为384mm时,最佳转速为244rpm、桨叶直径0.5T、桨间距0.55T。在D-U-D排出流方向组合条件下,釜底固相沉积少,中下层桨叶之间近搅拌轴区域固相分布良好,整体固相悬浮质量最优。