气-液和气-液-固搅拌槽反应器在化工、石化、环境工程、生化和冶金等工业中得到了广泛的应用。在这样的多相体系中，分散相与连续相以及各个分散相之间的相互作用很复杂，因此目前仍然缺乏多相反应器内部局部流体动力学参数的准确数据以及准确通用的数学模型，造成了反应器设计放大的困难。本文基于本团队研制的侵入式远心照相多相测量仪，开展气-液及气-液-固搅拌反应器实验测量，以获得气-液与气-液-固流体动力学数据，并建立气泡聚并、破碎数学模型。首先，对气-液两相体系进行图像法测量时，由于连续相和分散相光反射性都较弱，造成图像中气泡轮廓不清晰、无法辨识的问题。利用颗粒散射原理，结合感光原件的感光特性曲线，通过在溶液中添加痕量散射能力强的亚微米级氧化物颗粒，使原本无法识别的图像中气泡变得清晰可识别。选取了TiO2、Al2O3、CuO和SiO2四种典型的颗粒，通过单颗粒和多颗粒非相关散射模型进行理论计算并与实验测量相结合，对颗粒种类及添加浓度进行了筛选优化，结果表明TiO2颗粒具有明显的优势。定量实验也表明该方法具有对流动干扰小、测量准确性高的优点。应用侵入式远心照相多相测量仪于气-液体系，测量了典型工业通气条件下气-液搅拌槽中局部流动状态、气泡尺寸分布（Bubble size distribution，BSD）和气含率分布（Bubble holdup distribution，BHD）。结果表明，由于该方法更高的分辨率，能更准确地判断气泡的局部流动状态；典型工业条件下约20% ~ 40%的气泡尺寸小于0.3 mm，平均气泡尺寸为1.3 mm左右，气泡尺寸测量结果远小于光电毛细管技术的结果。在桨区和下循环区发现大量小气泡，气泡尺寸随着轴向位置的增加而增大。在本文的操作条件下，搅拌槽下循环区域的气含率较低，上循环区的BHD沿轴向和径向分布相对均匀，靠近壁面处略有降低，气含率的最大值出现在上旋涡中心附近压力较低的位置。还将远心照相多相测量仪用于气-液-固搅拌槽反应器中BSDs、BHDs和固含率的测量。研究发现在气体含量高的区域，固体受气体的影响，向下运动的趋势减弱；固体存在使气-液之间的曳力增大。将测量数据用于检验气泡破碎聚并模型，建立了适用于气-液-固三相的群体平衡模型（Population balance model，PBM），新模型能更好预测搅拌槽内的气体尺寸分布；加入固体后，破碎速率增大，说明固体的存在会加剧气泡的破碎；聚并效率有提高的趋势，表明固体的存在也加剧了气泡聚并。本文的气-液和气-液-固三相局部流体动力学数据，可为多相反应器设计放大提供重要的依据，所发展的模型也为工业反应器的设计放大提供数值模拟的基础。关键词：气-液，气-液-固，搅拌槽，实验测量，气泡尺寸分布模型