搅拌设备在化工、医药及生物发酵等领域广泛应用，搅拌物料包括牛顿流体和非牛顿流体。黄原胶作为一种应用广泛的天然生物胶，在其发酵过程中，发酵液会从低粘度牛顿流体转变为高粘度假塑性流体，这严重影响着黄原胶的质量和产量。要解决这一问题，需要研究开发适应于宽粘度域的高效搅拌设备。本研究以黄原胶水溶液为研究体系，用CFD方法对六种搅拌器的搅拌特性进行数值模拟，包括五种宽粘度域搅拌器：最大叶片式（Maxblend，MB1、MB2和MB3）、泛能式（Fullzone，FZ1和FZ2）和一种工业常用搅拌器：双层涡轮桨（Dual RushtonTurbine，DT）。重点研究了搅拌器的流体力学性能和搅拌混合过程。对六种搅拌器的流体力学性能研究发现：在湍流区，FZ2桨搅拌功耗最大，MB3桨最小；最大叶片式搅拌桨产生双循环流型，泛能式搅拌桨会产生上、中、下三循环流型，双层涡轮桨产生平行流型；在湍流区泛能式的剪切量和泵送准数最大，双层涡轮桨最小。相同单位体积功耗下六种搅拌器的搅拌混合过程研究表明，以最小值为基准计算混合时间大小，在研究的整个功耗范围内：MB1<FZ1<FZ2<DT，且在大功耗下MB3<MB2<MB1。用混合体积曲线分析宏观混合过程，研究发现：MB1桨和FZ1桨结构及安装合理。低转速下，MB2桨和MB3桨存在混合不良区。FZ2桨下方的叶片面积大，阻碍流动，低转速下，两层DT桨之间相互作用小。用混合系数分析微观混合过程，研究发现：当混合系数>1时，对流扩散起主要作用，混合系数<1时，分子扩散起主要作用。达到混合要求时，采用MB2桨和MB3桨时示踪剂浓度分布均匀且耗时短，混合性能优良。