（1）搅拌功耗

在气液搅拌反应器中，通过测量扭矩来确定功率消耗。该扭矩是通过安装在搅拌轴上的扭矩传感器测量的。功耗可计算为

图4.13　实验搅拌桨

式中，P 是净功耗；M 是正常运行条件下的测量扭矩；M0 是空载扭矩。另外，扭矩采样频率设定为1 000 Hz。P 是没有喷射气体的搅拌功率。

可以影响混合过程的无量纲功率准数Np 和雷诺数Re 定义如下：

式中，μ 是动态黏度；ρ 是流体密度；N 是转速；D 是搅拌器直径；P 是功率。(www.daowen.com)

（2）局部气含率

在通气系统中，局部气含率ε 与气体速度、液体物理性质、气体分布器类型以及反应器配置相关，是表征气液搅拌反应器流体动力学的重要参数之一。局部气含率直接决定了气液相面面积和传质效率。双电导率探头作为测量局部气含率的方法之一，还包括压降法、体积膨胀法和γ 射线投影法等，用于测量局部气含率。使用BVW-2 多通道传导探针，利用气相和液相之间的电导率差异，测量局部气含率。估计局部气含率的时间平均数量定义如下：

式中，τ1i是第i 个气泡通过时间，nb 是样品中气泡的数量，t 是总采样时间。采样频率设置为10 kHz，并且检测到超过500 个气泡以在每次测量中获得统计上代表性的数据。

（3）扭矩和局部气含率测量的验证

实验测量流程如图4.12 所示。为了提高后续部分测试结果的准确性，在不同的采样频率下进行了扭矩和局部气含率测量的验证研究，并对测试的重复性进行了不确定性分析。具体通过相对不确定性分析来实现，其被定义为标准偏差与平均值的比率。如图4.14 所示显示了不同采样频率下扭矩和局部气含率的测量变化情况。在图4.14 中，扭矩和局部气含率的测量值的差异分别为±3%，±5%之内。可以认为所选择的采样频率已经过验证，并且结果是可重复的。通过3 次重复性试验进行扭矩和局部气含率的不确定性分析。扭矩重复性和局部气含率的相对不确定度分别为0.023 5%，0.018 9%。当确定采样频率时，在考虑装置测试的不确定性分析的情况下，实验系统中的每个扭矩和局部气含率的数值由3 次重复测量的平均值确定。

图4.14　采样频率对扭矩和局部气含率的影响