搅拌混合在结晶过程中起着重要作用,主要表现在促进流体或固液两相的均匀混合,以功率、混合时间及颗粒相浓度分布均匀度为衡量指标。不同的搅拌桨型所能引起的流场特性是不一样的,所需的功率和达到混合均匀的时间也不尽相同。工业应用中,总是期望能用最小的能耗、最短的时间达到理想的混合状态。错位PBT桨(Pitched Blade Turbine)是基于标准PBT桨改进而来的一种新型搅拌桨,旨在不额外增加桨叶数量和功率的前提下达到和双层桨相似的混合效果。本文主要采用数值模拟方法对错位PBT搅拌器进行研究,首先综合比较了错位PBT桨和标准PBT桨搅拌槽的流场特性、功率及混合时间,并在此基础上对错位PBT搅拌器的结构和工艺参数进行优化设计。结果表明,错位PBT搅拌槽的流场呈现轴对称分布,随着雷诺数的增大,搅拌功率和标准PBT桨的差值越来越大,表现出较好的节能特性,最高节省了13%左右;而对于混合时间,只有当雷诺数小于或等于5000时,错位PBT桨才表现出优势,且随着雷诺数减小,混合时间的差值越大,最高缩短了38%。随着桨叶倾斜角的增大,桨叶区流场沿轴径两个方向的分量变化明显,导致传递动能的有效面积增大以及引起功率的增大,但混合时间在倾斜角为45°时最小;随着桨叶离底高度的增大,桨叶区排出流逐渐得到充分发展,槽底和槽顶速度低区面积分别逐渐增大和减少,当离底高度为0.33D时功率和混合时间均是最优值;随着桨叶转速增大或颗粒体积分数减小,颗粒在槽内的分布均匀性有所改善,但随颗粒粒径的减小,颗粒的分布均匀性改善更加显著。在实际应用中,可根据具体情况对参数作适当调节。