搅拌器的搅拌作用是使罐内物料能充分混合,物料间能及时地交换、接触,固液混合均匀。如何增强搅拌效果是搅拌设备优化设计的关键之处,不同变量具有不同的搅拌效果。搅拌罐内的搅拌过程能通过其内的流场分布体现出来,但固液两相流流动复杂,通过理论分析和实验的方法很难分析出搅拌过程的微观特性。因此,通过计算流体力学的方法来研究不同变量下卧式猪粪秸秆厌氧发酵罐内部流场特性和固液悬浮特性,从而确定哪种情形下罐内混合效果好。论文的主要研究内容如下:(1)以单相流为研究对象,分析了不同搅拌转速、液相粘度对流场特性的影响。建立三维几何模型、划分网格;建立数学模型、物理模型;设置边界条件等进行数值模拟。分析得出:在一定速度范围内转速越大,流场的平均速度越大,流动效果越好,但并不是速度越大越好,转速为3rpm和5rpm时流动特性较好。粘度越大,流体的最大速度值越小,湍流强度越大,流动效果越好。(2)以猪粪秸秆-水固液两相为研究对象,分析转速为3rpm时罐内的流场特性。得出:罐内流型主要是以绕着搅拌轴做环流运动为主,轴向运动不明显。罐内底部的平均密度要高于中部和顶部,槽底区域易形成死区。且沿着轴向方向,右侧壁的密度大于左侧壁的密度。(3)分析不同搅拌转速、固相颗粒直径、固相颗粒固含率这三种变量下罐内固液悬浮特性。得出:增加搅拌转速有利于发酵罐内固体颗粒搅拌均匀,但不是转速越大越好。当转速为5rpm时,输入的能量已达到固体本身所需要的能量,搅拌转速再增加对固相混合均匀的影响不大,因此转速为5rpm是最佳转速。固体颗粒的粒径越大,搅拌器所要承受的平均压力就更大,浓度分布更不均匀,发酵罐底部固体堆积现象更为严重,对于大颗粒可能要增加搅拌力度。固体颗粒的初始体积分数越大,径向分布愈不均匀,颗粒分散愈发不均匀。(4)通过数值模拟方法得出搅拌转速为5rpm,颗粒粒径为0.05mm-0.1mm,颗粒初始固含率为10%-15%时,固体颗粒悬浮较均匀,搅拌效果好。