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气液两相混合广泛应用于冶金、化工领域，如湿法冶金，生物发酵，矿物浮选，污水处理，食品工业等。当前尽管有大量与气液两相混合相关的报道，但气液混合局部特性的研究较少，气体的高效利用以及气液混合体系气含率的预测方面仍存在着诸多不足。本文基于当前气液混合体系研究的基本现状，研究了气液两相混合搅拌体系的局部特性，建立了气体高效利用方法，提出了气液混合搅拌体系总体气含率的预测模型，主要研究进展如下: 1.研究了搅拌设备结构及操作条件对气液混合体系局部特性的影响规律。结果表明，气含率径向分布的差别主要集中在近壁和搅拌桨中心轴位置，设备结构及操作条件对中心及近壁位置的气含率有明显影响。 2.设计了一种新型自吸式搅拌桨，并对其性能进行研究，结果表明，与传统自吸式搅拌桨相比，新型自吸式搅拌桨吸气能力提高一倍，吸气临界转速降低50％，能耗降低50％，气体分散能力提高80％，气泡尺寸较传统搅拌桨更小，可达到微米级别。 3.在C1=1/3T, C2=0.42T,L=1.5T条件下，建立了搅拌体系总体气含率的物理及数学模型，并得到预测关联式:载气和气体完全分散状态时，εtotal=6Vs+0.32PV0.56Vs;气泛状态时，εtotal=ε0=6Vs其中常量系数量纲分别为:s/m，m2· s/W;将本模型应用于DT+PDT和PDT+PDT两种组合桨，结果较为合理，其总体气含率表达式为:εtotal=6 Vs+xPV0.56Vs，其中x与搅拌桨类型有关;在单层搅拌桨，C1=1/3T, C2=0.42T，L=1.75T条件下，建立了预测新型自吸式搅拌桨总体气含率的关联式:ε=ε1=77.78NP-1.65(NP＜ NPc)和ε=ε2=0.007535(PV-b)(NP=Nc，0.007535量纲为m3/W)，在研究范围内，临界功率数NPc=1.35～1.55，b与搅拌桨类型有关，取值为200W·m-3和680W·m-3。