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三維混合機混合時要求所有參與混合的物料均勻分布。混合的程度分為理想混合、隨機混合和完全不相混三種狀態。各種物料在混合機械中的混合程度，取決于待混物料的比例、物理狀態和特性，以及所用混合機械的類型和混合操作持續的時間等因素。液體的混合主要靠機械攪拌器、氣流和待混液體的射流等，使待混物料受到攪動，以達到均勻混合。攪動引起部分液體流動，流動液體又推動其周圍的液體，結果在溶器內形成循環液流，由此產生的液體之間的擴散稱為主體對流擴散。當攪動引起的液體流動速度很高時，在高速液流與周圍低速液流之間的界面上出現剪切作用，從而產生大量的局部性漩渦。這些漩渦迅速向四周擴散，又把更多的液體卷進漩渦中來，在小范圍內形成的紊亂對流擴散稱為渦流擴散。　

機械攪拌器的運動部件在旋轉時也會對液體產生剪切作用，液體在流經器壁和安裝在容器內的各種固定構件時，也要受到剪切作用，這些剪切作用都會引起許多局部渦流擴散。攪拌引起的主體對流擴散和渦流擴散，增加了不同液體間分子擴散的表面積減少了擴散距離，從而縮短了分子擴散的時間。若待混液體的粘度不高，可以在不長的攪拌時間內達到隨機混合的狀態；若粘度較高，則需較長的混合時間。　

對于密度、成分不同、互不相溶的液體，攪拌產生的剪切作用和強烈的湍動將密度大的液體撕碎成小液滴并使其均勻地分散到主液體中。攪拌產生的液體流動速度必須大于液滴的沉降速度。