高压水射流切割是高压水射流应用中很重要的一个方面,相比传统的切割方法具有无切割热变形和切割材料范围广等独特的优点。高压水射流切割技术作为冷切割技术在各个行业的应用得到迅速的发展。切割喷嘴是高压水射流系统中的关键元件,也是形成水射流工况的直接元件。由于磨料喷嘴内射流流场复杂,目前尚不能对其进行精确的数学描述。因此有必要对形成射流的喷嘴内部流场及结构进行研究。本文对前混合磨料水射流锥直型结构喷嘴进行建模,基于FLUNENT模拟软件对喷嘴内部固液两相流场进行仿真模拟,结果表明,喷嘴出口处固液两相的轴向速度最大,而且由中心向壁面逐渐减小,磨料在喷嘴内一直在加速直至喷出;对不同圆柱段长径比的喷嘴模型仿真结果比较,综合考虑磨料颗粒加速与速度脉动的影响,得出最优长径比为7.5左右。对后混合式磨料水射流切割喷嘴建模,并用VOF瞬态模型对喷嘴内部射流形成的瞬态过程进行数值模拟仿真。对常用单侧进砂口混合腔改进为对称双进砂口的混合腔结构,并对改进的混合喷嘴内流场建模,然后对不同混合腔长度与直径对射流流场的影响进行仿真分析。最后理论分析了磨料水射流中磨料混合的过程,由动量方程推导磨料水射流中磨料的速度与水射流速度关系的函数。进一步推导得出磨料水射流能量与磨料载荷比之间的函数关系,求得理论最大磨料射流切割能量时的最佳载荷比。文章总结了在喷嘴射流研究中取得的成果和不足,对今后研究工作提出展望。文章得出的一些结论为以后研究和设计高压水射流切割喷嘴提供了参考依据。