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搅拌与混合操作广泛应用于化工、石化、轻工、医药、冶金、水处理等行业中。它是通过搅拌器的旋转向搅拌槽内流体输入机械能，使流体获得适宜的流场，强化过程的传热和传质，提高生产效率和能力。研究表明，搅拌器近70%的能量集中耗散在桨叶尖端，从而在搅拌桨的尖端区域形成流体湍流区。湍流区集中的能量需要靠搅拌器周围的流体运动来进行传递。因而，调控槽内流体流场结构，强化搅拌器周围的流体运动，正受到研究人员的关注。随着非线性理论与混沌理论的发展，人们开始利用混沌现象来调控流场结构，以强化流体的混合性能。流场结构包含混沌混合区和混合隔离区。混沌混合区内流体运动轨迹较为复杂，以Lyapunov指数规律被拉伸，混合程度高。隔离区内流体运动轨迹很规则，只能以线性规律被拉伸，相互之间耦合程度低，混合程度不高。因此，改变流场结构（增大混沌混合区，减小混合隔离区），实现混沌混合是提高混合效率的有效途径。针对偏心射流的特点，射流搅拌和机械搅拌形成不同的流场，这两种流场的耦合必然诱发混沌混合，而偏心搅拌和射流搅拌改善流场的非对称性结构，促使流场中混沌区的增大。因此，本文提出偏心射流搅拌方式，实验以LabVIEW软件采集搅拌槽反应器某点压力脉动信号，通过Matlab软件分析信号，结合混沌特性参数和流场模拟研究搅拌槽混沌混合特性，为放大实验和工业化应用提供理论指导。本论文的具体研究内容如下：①实验以LabVIEW虚拟仪器软件采集搅拌槽反应器某点压力脉动信号，经过小波分析处理后得到流体的宏观不稳定频率。单一液相，搅拌转速分别为100,130,165,195rpm时，宏观不稳定无因次频率峰值依次为0.02548,0.01500,0.00148,0.00146，可以看出峰值减小，即宏观不稳定性减弱。宏观无因次频率（f/N）与搅拌转速呈线性比例关系，即f=10-4N；加入射流后宏观不稳定频率消失，出现谱带现象，流场拟序结构多尺度结构特征更加明显，导致流体混沌混合特性得到增强；②采集偏心射流搅拌槽反应器内流场图像信息，结合图像处理软件，实验研究了偏心空气射流双层桨搅拌槽内气-液体系的流场结构分形维数的变化规律。实验结果表明流场分形维数受搅拌转速和空气流速的共同作用。在转速350rpm，射流量分别为40,50,60,70,80,90,100L/min时，搅拌槽中流体的分形维数分别是1.1552,1.2189,0.9875,1.2157,1.1974,1.2484,1.2870；③实验采集压力传感器传输搅拌槽内壁压力脉动信号，通过对搅拌槽内壁压力脉动信号进行采集，对Matlab平台上对采集到的时间序列进行编程分析，计算得到搅拌槽流场最大Lyapunov指数的变化规律。结果表明：未加射流前，搅拌转速达到130rpm，搅拌槽流体的Lyapunov指数趋近于0，即搅拌槽流体进入混沌状态。加入射流后，搅拌转速在20rpm进入混沌状态。即加入射流后只需要提供较低速度的机械搅拌，搅拌槽流体进入混沌状态。④使用计算流体动力学软件Fluent，采用多重参考系（MRF）法对气液射流搅拌体系进行模拟。模拟结果验证加入射流可以诱发混沌混合现象这一结论的正确性。