搅拌设备是一种量大面广、品种繁多的机械产品，在诸多行业中得到广泛的应用，尤其以化学工业中使用最多。随着搅拌设备的大型化，采用底部搅拌的越来越多。搅拌桨是搅拌过程的主要换能器件，它将旋转的机械能转化为流体的动能，叶轮的结构形状和运转情况是决定搅拌流场分布和能量转化效率的重要因素。大量的搅拌设备用于低粘物系的混合和固液悬浮操作，需要搅拌桨能以低的能耗提供高的轴向循环流量。因此非常有必要利用现代设计方法研究并开发高效的轴流式搅拌桨。　　 由于轴流式搅拌桨的设计理论较为缺乏，本文尝试借鉴轴流泵的奇点分布法的设计方法来设计轴流式搅拌桨。　　 主要研究工作和成果包括：　　 1、概述了轴流式转轮的设计理论，介绍了采用奇点分布法计算轴流式搅拌桨型线的基本步骤。由于该方法设计过程的计算工作量大，为了方便设计，选取二次开发工具Visual Basic语言对AutoCAD进行了二次开发，成功编制出了轴流式搅拌桨的设计程序。结合《结晶反应釜用大型高效轴流式底搅拌装置的研制》这一课题的研究需要，对设计参数进行分析和选取，用该软件计算出了搅拌桨叶的型线。　　 2、利用CFD软件FLUENT，采用多重参考系法，进行了搅拌釜的数值模拟，分析了流场的宏观规律、速度特性、剪切-循环特性。得出结论：该搅拌桨主要产生轴向流，循环能力强，剪切作用小，属于高效轴流式叶轮。　　 3、通过改变搅拌桨的设计参数，分组进行CFD数值模拟，对数值模拟结果进行对比分析后发现：(1)速度的改变对搅拌流场分布影响不大，搅拌流场的绝对速度和转速成正相关关系，因此可以通过调节转速获得需要的流速；(2)随着搅拌半径的增加，流量和功率曲线大体上是呈增加趋势，但是从循环-剪切性能看，剪切性能在增加，说明牺牲在剪切作用上的功率增加；(3)当安放角减小时，轴向速度减小，流体流动性差，不利于物料的充分混合；从循环.剪切性能看，加大安放角对循环性能的提高又是不利的，所以本文采用奇点分布法设计时选取的安放角是大致合理的；(4)离底高度对循环流量和功率的影响不明显，但是离底高度增加，剪切性能增加，对结晶成核不利，而且对于悬臂轴而言增加了臂长，对于搅拌桨转动的稳定性是负面的。这些结论对设计参数的选取有一定指导意义。　　 4、应用本文中的设计理论、方法以及数值模拟结果，结合实际工程，对大型轴流式底搅拌釜的桨叶进行设计、制造，并已成功投入生产实践，取得良好的运行效果，实现了该类型设备的国产化，经济、社会效益显著。