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本文采用粒子成像速度场仪(PIV)和数值模拟(CFD)对Taylor-Couette流场进行测量,获得各转速下涡流场信息。将同等条件下PIV测量结果与数值模拟结果相联系,同时应用Taylor-Couette模型进行混凝试验,定量分析反应器内流场特征与絮凝效果之间的关联关系。通过对Taylor-Couette流场的PIV测量、数值模拟以及混凝试验研究,可以得出以下结论:1.分析结果显示:在小于7 r/min时,相邻涡较为独立,大小基本相等,各向速度在数值上均较小,且分布趋势较为稳定;在7 r/min~40 r/min时,涡大小形态随转速和时间周期性变化,各向速度也随转速和时间不断变化;在40r/min~63 r/min时,涡大小相当形貌相近,涡流场存在轻微波动,相邻涡间液体传递减弱,各向速度随时间和转速小幅变化;当转速大于63 r/min时,涡形态紊乱程度逐渐加剧,各向速度波动较为剧烈。所以,Taylor-Couette流场转速范围划分为小于7r/min、7~40r/min、40~63r/min和大于63r/min四个区间。2.通过对比分析相同条件下PIV测量结果和数值模拟结果,发现各种涡形态特征对应的转速存在一定的转速分段范围,各分区范围内的各转速相应的各向速度所显示出来的特征很相近,而不同分区下各转速相应的各向速度所显示出来的特征均不一样。定量分析了小于7 r/min、7 r/min~40 r/min、40 r/min~63 r/min和大于63 r/min四个转速范围分别代表四个不同的涡流场形态。3.通过对比不同混凝剂投加量下的混凝效果可知,当转速小于7r/min时,絮体粒径分布不均匀,去除率较低,当转速为7~40r/min时,大絮体数量随着转速的升高而增加,且分布均匀,去除率较高,当转速为40~63r/min时,絮体粒径减小,去除率降低,当转速大于63r/min时,细小絮体数量增多,去除率较低。因此不同混凝剂投加量时,在不同转速范围内时,混凝效果明显不同,充分验证了涡流场转速范围划分的正确性。4.为了进一步验证涡流场转速划分的准确性,通过对比不同助凝剂投加量的混凝效果可知,当转速小于7r/min时,不同助凝剂投加量下均能生成较大絮体,但粒径分布不均匀,去除率较低,且随转速变化不大,当转速为7~40r/min时,较大粒径絮体数量明显增加,粒径分布均匀,去除率较高,当转速为40~63r/min时,絮体粒径减小,但随着助凝剂投加量的增加,能够生成较大絮体,去除率随着助凝剂投加量的增加而升高,当转速大于63r/min时,助凝剂投加量较低时,随着助凝剂投加量的增加去除率基本不变,当助凝剂投加量较高时,去除率明显升高。因此不同助凝剂投加量下不同转速范围内混凝效果明显不同,进一步验证了涡流场转速分区的正确性。