氣-液-固三相體系攪拌槽由於經濟和操作性能的優勢而廣泛應用於加氫、氯化、發酵和聚合反應等多相化工過程中，是保證多相反應高效、順利進行的核心反應器設備。在過去的幾十年中，眾多研究人員為了設計出更為高效，更加安全的攪拌槽設備，而著重研究了三相體系中固相對多層槳三相系統攪拌槽中流體動力學參數的影響。就目前而言，大多數已發表的研究仍僅限於討論帶有多個Rushton徑向渦輪或多個斜葉軸向槳（稱為徑向或軸向流式葉輪組合）的攪拌槽流體力學性能，而有關於組合式多層槳研究則相對較少。
通常，組合式多層槳結構與本研究所使用的PDT+2CBY槳組合相似，包含一個徑向流渦輪槳用作底部葉輪分散氣體及懸浮固體，和數個安裝在徑向葉輪上方的軸向流槳葉提供有效的全槽循環流動及混合。也正由於這種結構和功能的組合，在相同的功率消耗下組合式多層槳混合和傳質性能往往會優於徑向或軸向流式葉輪組合。本研究著眼於固體臨界懸浮速度（NJSG），相對功率需求（RPD）和總體氣含率（εG）等參數，希望通過參數的定量研究來進一步了解組合式多層槳結構的攪拌槽性能，從而為氣-液-固三相體系攪拌槽的設計和優化提供參考和數據支持。
在工業應用中，拋物線葉片式渦輪（PDT）和窄葉片軸流式槳（CBY）是近年來廣泛使用的兩種攪拌槳葉，在不同槳徑與槽徑比時流體力學性能不同。一般在實際攪拌槽液面高度與容器直徑之比較大時，攪拌槳葉直徑與攪拌槽直徑之間的比率可以隨操作和攪拌目的而變化，這樣可以使得不同D/T的攪拌槽表現出不同的流體力學性能。另外攪拌槳葉直徑的選擇還需考慮有關製造成本問題，例如與較大的葉輪相比，較小的葉輪在相同的功率輸入操作下需要較少的材料成本和較低的功耗。因此在工業氣液或氣液固攪拌槽反應器的優化設計中揭示流體力學特性與攪拌器幾何參數之間的關係是有十分重要意義的。
本課題組人員之前的研究主要集中在三相體系中HEDT+2WHU攪拌槳葉組合的氣體分散和固體懸浮性能，其槳葉組合由半橢圓渦輪（HEDT）以及兩個上提式四葉片寬葉翼形槳（WHU）組成。但是與功率值高達4.2的該組合相比，PDT+2CBY組合的功率數僅為其一半，因此在相同功率輸入下，PDT+2CBY組合轉速更高，扭矩更低。PDT+2CBY的組合通常用於需要強烈剪切和高循環的混合。目前，尚未對PDT+2CBY組合槳在三相攪拌槽中的固體臨界懸浮速度（NJSG），相對功率需求（RPD）和總體氣含率（εG）進行定量研究。在這項工作中，我們首先根據Bao等人的結果將槳徑與槽徑比D/T選為0.33，然後在裝有組合葉輪的空氣-水-玻璃珠攪拌槽中測量了固體臨界懸浮速度（NJSG），相對功率需求（RPD）和總體氣含率（εG）。結果表明，當增加固體體積濃度或表觀氣體速度時，固體臨界懸浮速度（NJSG）或單位能耗都會增加。當固體體積濃度範圍為0至15%時，相對功率需求（RPD）的變化小於10%。而總體氣含率（εG）則表現出隨固體濃度的增加而降低，隨表觀氣體速度和總比功率的增加而增加的趨勢。最後通過關聯固體濃度CV，氣體流量數（FlG），弗洛德數（Fr）對宏觀氣體分散和固體懸浮特性的影響，提出了與上述參數有關的關聯方程以用於具有相似葉輪構造的三相攪拌槽的設計。