假塑性流体作为非牛顿流体的重要组成部分,在生化、纸桨、化妆品、聚合物等工业生产中发挥着重要的作用。研究不同搅拌桨的搅拌流场混沌特征及混合搅拌特性对搅拌桨型的优化改进以及对工业化生产过程中的节约能源利用具有重要的意义。本文运用Standard k-ε湍流模型和power-law流变模型对假塑性流体(黄原胶溶液)进行流场混沌特性数值模拟分析和混合特性分析。为了验证数值模拟方法的正确性,采用PIV实验的流场结构和搅拌槽内不同高度处的速度大小与数值模拟得出的流场结构和速度大小进行对比。对假塑性流体进行数值模拟分析,得出的主要结论如下:(1)在搅拌流场中6PBT搅拌桨的搅拌涡心上下左右均呈不对称的结构而6BT桨的涡心上下左右均对称,6PBT桨的的桨叶尖端的流体呈倾斜方向排出,6BT桨桨叶尖端的流体呈水平方向排出;在相同的搅拌转速下在槽内高度相同时6PBT桨搅拌的流场速度比6BT桨的速度大,6PBT桨的切应变速率要比6BT桨的切应变速率要高。(2)随着搅拌转速的增大6PBT桨与6BT桨涡心位置的变化规律均沿径向向搅拌槽壁的方向移动;改变假塑性流体的流变指数搅拌桨的涡心位置并没有发生明显改变,搅拌桨的转速是影响搅拌桨混合效果的主要因素。(3)从示踪点的迹线来看随搅拌转速的增加示踪点迹线的形状更像类似于蝴蝶状的混沌吸引子的形状接近,相同转速下6PBT桨的迹线比6BT桨的迹线更加紊乱,从迹线可以看出6PBT桨的混合效果要比6BT桨的混合效果要强。(4)从搅拌混合特性来看相同搅拌转速下6PBT桨的混合时间数要比6BT桨的混合时间数要短,单位体积混合能并不是随着转速的增加而减小,在不同的搅拌转速下6PBT桨的混合效率要比6BT桨的混合效率要高。