黄原胶是由黄单胞杆菌发酵制得的一种复杂多糖,具有假塑流变性,被广泛应用于食品、石油开采及化学品工业等领域。在黄原胶发酵的中后期,由于产物不断积累,发酵液粘度增加,气液搅拌混合和传质也愈加困难。本文选用具有典型剪切变稀特性的黄原胶溶液作为研究体系,研究了 LDB、FZ和MB搅拌器在剪切变稀体系下的气液分散与传质过程,考察了通气量、搅拌转速、黄原胶质量分数和气体分布器对于搅拌功率、整体气含率和氧传质系数的影响,这对于提高黄原胶的发酵效率和产品性能具有重要的理论意义和工业应用价值。实验研究发现,随着搅拌转速的增加,通气搅拌功率、整体气含率和氧传质系数均增大;通气量增加,通气搅拌功率略有减小,整体气含率和氧传质系数增大;随着溶液浓度的增加,整体气含率增大,而氧传质系数减小;在相同条件下,FZ搅拌器的通气搅拌功率和整体气含率均高于LDB和MB搅拌器;在0.25wt%和0.5wt%的黄原胶溶液中,FZ搅拌器的溶氧能力最强,而在1.0wt%黄原胶溶液中,MB搅拌器的氧传质系数高于LDB和FZ搅拌器;采用新型球面微孔气体分布器时,三种宽粘度域搅拌器的通气搅拌功率均较小,且搅拌釜内的整体气含率和氧传质系数较高,新型球面微孔气体分布器的分散效果和传质性能较环状气体分布器更好。对三种搅拌器进行了单相模拟,得到宏观流场、剪切速率以及排液量分布,且模拟的搅拌功率与实验值的最大误差小于20%。而在气液两相流的CFD模拟中发现,模拟的通气搅拌功率与实验结果基本吻合。计算得到了釜内的局部气含率分布,并分析了不同因素对于氧传质系数的影响,详细直观地描述了三种宽粘度域搅拌器在剪切变稀体系下的气液分散和传质性能。