搅拌反应器是流程工业常见的单元操作设备，高效节能的新型搅拌器研究具有重要意义。针对常见的液-液相搅拌槽，基于先进的流场测试和CFD数值模拟技术，本文围绕常用的涡轮搅拌器的搅拌特性以及新型穿流式搅拌器的结构优化，进行了数值模拟和实验研究。针对工业常用的涡轮搅拌器，就典型的平直叶开启涡轮式(PK)、45°斜叶开启涡轮式(XK)和平直叶圆盘涡轮式(PY)3种搅拌器形式，分别进行了流场数值模拟和对比搅拌实验。CFD数值模拟获得的速度场分布，反映了搅拌器的结构特点。使用Fluent软件的Report功能输出模拟扭矩值，换算成的功率曲线和实测的搅拌功率曲线有很好的一致性。结合PIV流场测试手段，开发完善了搅拌混合综合实验系统。对比PIV实测流场与CFD模拟流场，探讨了基于Fluent的搅拌混合设备CFD数值模拟的一般方法。在处理类似搅拌槽问题时，将搅拌轴、搅拌器及其周边区域都设为动区域进行模型简化处理，基于四面体网格对模型进行网格划分，数值模拟方法选用标准k-ε湍流模型，采用多重参考系模型(MRF)求解稳态下的搅拌流场，较为合理。对特定搅拌槽条件下的穿流式桨式搅拌器进行了模拟研究。针对特定尺寸的斜叶桨式搅拌器，就开孔率、开孔数和孔径大小进行了数值模拟优化。综合比较搅拌功率与最大速度两项参数，开4孔、孔径为8mm的穿流式斜叶桨式搅拌器相对优化。