本论文针对一种新型的长桨短叶片(Long-Short Blades，LSB)复合式表面自吸气搅拌桨，采用实验研究和计算流体力学方法，研究其在搅拌釜内的流体流动特性和放大过程中的气液传质性能。　　论文首先利用大涡模拟（Large Eddy Simulation，LES）方法和Dynamic Kinetic Energy Transport(DKE)亚格子应力模型对直径为200mm的搅拌釜内流体宏观流动过程进行研究，同时利用粒子图象测速（Particle Image Velocimetry，PIV）技术对釜内流体速度场进行测量，并对模拟结果进行验证。在此基础上，利用数值模拟方法比较LSB桨和六叶片圆盘涡轮(Rushton Turbine，RT)桨釜内流体流动特征，考察两种搅拌桨对应的釜内流体流动过程中的流型、流量、湍流和功率等相关特性。　　研究结果表明:LSB桨釜内流型整体上呈现单循环流动，且同时沿轴向存在连续的交错对流;LSB桨的长叶片能够极大地增强短叶片所产生的泵流量，其无量纲泵送能力NQp可以达到1.02，而RT桨的NQp仅有0.43;LSB桨在釜内的产生的湍动能较大且分布更为均匀，整体上接近RT桨釜内的2.5倍。此外，LSB桨在用于不同液位高度的搅拌时，釜内流体流动特性基本不变。另外，单位体积功率消耗P/V随着搅拌液位和搅拌体积的增加曾现下降趋势。　　其次，论文利用稳态亚硫酸钠氧化法对LSB桨几何近似放大过程中的气液传质性能进行了研究。实验首先以重现文献中公布的结果来验证测量方法的正确性，然后测量并分析了等比例放大过程中直径为200mm、400mm和600mm的搅拌釜的功率、气液分散和传质等相关特性。　　研究结果表明:在放大过程中，当叶端速度Utip较低时，LSB桨搅拌釜内气体在液相中的分散区域随着叶端速度Utip的改变发生显著变化;当叶端速度Utip较大时，随叶端速度Utip增大，气体在液相中的分散区域基本保持不变、充满全釜，但气泡破碎更加剧烈，气泡尺寸逐渐减小;当搅拌釜直径达到400mm时，进一步对搅拌釜进行放大，全局气含率ε与单位体积功率P/V之间的关系不再发生明显变化;随搅拌规模的增大，LSB桨的功率准数Po受转速N和叶端速度Utip影响减弱，趋于稳定;单位体积功率消耗P/V可视为体积传质系数kLα主要控制因素，放大效应对二者之间关系影响较小，放大过程中体积传质系数kLα与单位体积功率消耗P/V之间的关系为:kLα=0.0328(P/V)1157。