气-液搅拌反应器广泛用于生物化工、污水处理、石油化工、制药、食品工业等过程工业中。目前对气-液搅拌釜的研究主要集中在宏观特性的实验研究以及单层或双层桨搅拌釜的数值模拟上,对多层桨搅拌釜内气体局部特性的实验研究及数值模拟较少。本文,首先采用双电导电极探针法对三层组合桨(HEDT+2WHD)搅拌釜内的气泡尺寸和局部气含率进行了测量,得到搅拌釜内局部气含率及气泡尺寸分布,并考察了操作条件对气泡局部特性的影响。搅拌釜内局部气含率在轴向方向上呈现“双峰”分布趋势,气泡尺寸分布不均匀,在桨叶区气泡尺寸较小,在顶层桨下方釜壁附近出现一峰值。随着通气量的增加,局部气含率和气泡均有所增大,但搅拌转速的增大,局部气含率与气泡尺寸的变化有所差异,气含率继续呈现增大的趋势,但气泡尺寸有所下降。其次,采用CFD方法将Euler-Euler双流体模型与包含气泡破碎与聚并的群体平衡模型(PBM)相结合,对双层涡轮桨气-液搅拌釜内的局部气液参数进行了数值模拟,模拟结果与文献实验值吻合较好。研究比较了三种不同湍流模型对搅拌釜内气含率特性的影响,结果表明：对于局部气含率,标准k-ε和RNG k-ε模型在桨叶区的预测值偏大,而Realizable k-ε模型预测结果与实验值符合较好；对于气泡尺寸,Realizable k-ε模型预测与实验值最为接近。此工作为数值模拟时获取搅拌釜内更加准确的气泡参数,对湍流模型的选取提供一定的依据。最后,在实验及数值模拟基础上,对实验装置进行了建模、网格划分以及数值模拟。获取了三层组合桨气-液搅拌釜内速度流场、局部气含率、气泡尺寸及分布等重要信息,数值模拟结果与实验值吻合良好。表明本文所采用的数值模拟方法能较好地对多层搅拌釜内气液分散特性进行预测。