自吸式搅拌桨是一类高效气液混合设备。该类设备因具有结构简单,能耗低,气体利用率高等优势,在化工冶金、生物医药、废水处理及精细化工等领域具有广泛的应用潜力。本文在传统自吸式搅拌桨基础上提出性能更优的新型自吸式搅拌桨,以实现化工过程强化。文中开展了新型自吸式搅拌桨性能研究,主要包括自吸式搅拌桨功耗性能研究、混合特性研究、吸气速率研究以及气含率影响因素探究;本文同时发现新型自吸式搅拌桨可以产生羟基自由基,具备强化氧化的能力,并将其应用于二价铁与四价钒的氧化过程。最后,以体系内羟基自由基产生量为优化目标对自吸桨的结构进行优化设计。论文主要结果如下:（1）研究了新型自吸式搅拌桨的功耗模型,结果表明自吸式搅拌桨对比非自吸涡轮六直叶桨功耗降低明显。建立了自吸式搅拌桨的功耗模型:在低雷诺数范围区域采用模型Ⅰ,在高雷诺数范围区域采用模型Ⅱ,模型Ⅰ和模型Ⅱ如下所示:模型Ⅰ:y=-9.04+0.0041Re-9.38E-8Re2-2.33E-11Re3+1.24E-15Re4,Re≤12500,R2=0.9987模型 Ⅱ:NP8=18.23-65.08 · Fr*+139 · Fr*2,Fr*≥ 0.04,Re＞12500,R2=0.9663。（2）以混合时间为混合特性研究参数,研究了新型自吸式搅拌桨的混合时间。研究结果表明,当输入功耗大于等于0.25kW/m3时示踪剂轴向添加位置对混合时间测定结果不存在影响;不同径向监测位点的混合均匀时间在不同搅拌转速下差别不大。随着搅拌强度的增加,混合均匀时间出现不断降低的趋势。新型自吸式搅拌桨在吸气运行中,相同条件下,自吸式搅拌桨达到相同混合效果搅拌转速较普通桨降低42.86%;在吸液工况下,输入功率在0.27 kW/m3时即可达到要求的混合效果。（3）采用单相流模拟获得了自吸式搅拌桨吸气速率模型:QG=4.58E-5*（0.000175 × N2.664-2σ/rb）其中,σ为溶液表面张力系数,rb为出气孔处气泡半径,该模型可为自吸式搅拌桨吸气速率调节提供一定的参考。（4）发现了自吸式搅拌桨强化氧化反应的新特征,对其强化机理进行了初步研究。结果表明自吸式搅拌桨促进了羟基自由基的产生,羟基化产物含量在60 min内累计浓度为22.79 μmol/L。以二价铁及四价钒氧化过程为对象,自吸式搅拌桨体系中二价铁氧化效率在pH=4.0时较常规纳曝气氧化过程提高4倍以上,四价钒氧化效率提高5倍。（5）以体系内羟基自由基的产生量为优化目标进行了自吸式搅拌桨的结构优化。结果表明,桨叶折弯30°较直叶桨产生更多的羟基自由基,其含量提高6-7倍。