高剪切混合罐的混合效率是食品与化工领域中配料混合操作的重要研究课题。本文主要对高剪切混合罐中的定子结构和操作参数进行了研究,利用数值模拟研究其对混合罐中液体流场和能量耗散的影响。通过对流场和能量耗散的研究进一步分析其对混合效率的影响。采用FLUENT流体力学软件的标准k -ε模型和滑移网格技术对圆孔、长槽孔和方孔三种类型的定子进行了数值模拟分析,研究结果表明三种定子结构下的流场基本相似:即定子孔前缘形成射流,在射流的背后形成一环流;射流的径向速度基本相同,然而射流的切向速度却受其长径比的影响而各不相同:从大长径比圆孔前缘出来的射流是沿着径向的自由射流,射流的方向不受背后环流的影响。而从小长径比长槽孔和方孔出来的射流的切向速度与转子的转向相反,并且很快地在定子周围消失掉。对于这三种定子来说,最高能量耗散率发生在孔的前缘处,这是由于高速流体在此处碰撞和停滞所形成的。长径比小、分布密集的定子孔能够形成更均匀更高的能量耗散率。模拟的结果也表明了不管何种定子结构大约有50—60%的输入能量消耗在转子转过的区域,射流消耗的能量占输入能量的25%左右,输入能量与流量成线性关系。利用同样的数值分析方法研究不同安装位置下高剪切混合罐的流场特性和能量耗散得知:偏离罐内中心轴线D /6放置时能够产生更强烈的湍流流动,流量也比其它安装位置要高出大约8%-11%,但是也会多消耗大约3%-5%的功率。综合分析得出偏置D/6放置能够达到最优的混合效果。上述研究结果可为高剪切混合罐的优化提供一定的参考。