搅拌混合设备是流程工业中常见的单元操作设备,高效节能的搅拌器研究具有重要意义。搅拌功率是搅拌设备的能耗指标,多层组合式搅拌器的工程应用越来越广泛。针对液-液相搅拌槽,基于流场测试和数值模拟技术,本文围绕常用的涡轮搅拌器的功率特性及多层特性,进行了实验研究和数值模拟。探讨了搅拌混合过程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,基于四面体网格划分,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。基于Fluent软件的Report功能输出模拟扭矩值,换算成轴功率,作为搅拌器搅拌功率的模拟,实现过程的能耗评价。提出了基于“硅油-水”两相均匀分散（乳化）时间的搅拌混合效果模拟评价方法,评价搅拌器的宏观搅拌混合性能。在全挡板、水介质及特定搅拌槽条件下,探讨了三种常用涡轮搅拌器的流场特性,并就搅拌功率的获取方法进行了对比实验研究。针对六直叶圆盘涡轮、六直叶开启涡轮和六斜叶开启涡轮三种搅拌器,搅拌实验及数值模拟表明,PIV流场测试与数值模拟结果一致,能较好反映三种搅拌器的流场特性。在常用转速区间内,比较了搅拌功率的实验测试值、数值模拟值和Bates算图经验计算值。结果表明,三种方式所得功率曲线的总体一致性较好,在低转速下（≤180rpm）,偏差不超过10%,而在高转速强湍流时,偏差较大,但总体趋势一致,功率与转速成幂函数关系。经验值普遍高于实测值,偏于保守,应用于工程实际,更为可靠。对于特定的搅拌混合过程,数值模拟方法应用于方案比较或一般的工程应用,是一种有效的手段。对某三层涡轮搅拌反应器进行了模拟实验研究。针对搅拌器层间距、距顶/距底距离以及转速的变化,从混合时间、变异系数和单位体积混合能三个方面比较了搅拌器的混合性能。结果表明,三层斜叶开启涡轮在搅拌功率、混合效果和混合速度等方面均好于三层平直叶圆盘涡轮。层间距等于搅拌器直径DJ,搅拌器距底距离为0.875DJ时,混合性能最佳。转速增加时,混合时间缩短,但搅拌功率增加明显,导致单位体积混合能增加,实际使用中,在满足强度要求下,可适当提高转速,增加生产效率。