颗粒细化技术作为支持高新技术工业最重要的技术之一受到学术界和企业界广泛的关注,但是目前对液体颗粒的细化研究无论在理论研究还是应用技术等方面都存在着不足。本文的研究正是以其为出发点,提出一种将超高压技术、微型通道流动技术、撞击流技术三者有机地结合起来的新技术、新方法,用以探讨液体颗粒的细化。超高压技术由于具有瞬间压力、作用均匀、操作安全和耗能低的特点被广泛应用酒类催陈、食品加工等重要领域,微型设备由于其体积小,保压效果好,所能达到的压力高,对超高压能量利用率高,同时由于线尺度小,使得一些物理量的梯度增加很快,传质推动力增加,从而具有混合效果好等特点。撞击流技术是通过两股高速射流的强烈撞击,使颗粒间相互的碰撞、互磨产生的剪切力和挤压力从而使液体颗粒细化。因此如何把三者技术优势进行有效整合并运用到颗粒细化中是本文研究的重点。本文通过对超高压下微型管道流动特性、超高压下微射流撞击壁面的流动特性以及超高压下微射流对撞的流动特性等理论分析研究,对相关理论进行进一步推导和证明,实现了对现有理论的完善和拓展,同时结合超高压技术、微型通道流动技术、撞击流技术的理论研究设计优化了两种超高压微型撞击流装置结构,并对该装置在食品和酒类等领域的应用进行了实验研究。(1)超高压微流道流动特性研究对超高压微流道流动特性、流场进行研究,从尺寸效应、边界层影响和质量和动量传递三方面阐述了微通道流动特性。详细分析了截面为方形时的边长和比表面积的对应关系和截面为圆形时直径和比表面积的对应关系,在圆管中边界层积分方程的基础上,-推导了宏观圆形管内湍流的速度边界层厚度方程和核心区速度方程,微尺寸圆形管内的速度边界层厚度方程和核心区速度方程,在此基础上结合比表面积的计算分析了微尺寸通道中流体的质量传递和动量传递特性。详细分析了在超高压状态下,微尺寸圆管的流动特性,建立了实验模型,进行数值计算,对其在不同介质下、不同压力下的速度分布、压力分布、壁面剪切应力分布的规律及变化趋势进行总结。对比分析了在同等条件下微尺寸圆管和宏观尺寸圆管内流动的差别,得出微尺寸圆管内流动的优势。(2)超高压约束微射流撞击壁面的特性研究总结、推导了超高压轴对称约束微射流轴心速度分布公式和半扩展厚度公式。对超高压微射流撞击壁面用不同的湍流模型进行数值模拟,找出最适合微射流撞击壁面湍动场的湍流模型,研究了总结了超高压微射流撞击壁面的流动行为及其流场结构特点。(3)超高压微型撞击流的特性研究研究了超高压微型撞击流(相撞)的流动特性,详细进行数值计算,分析了轴向方向的速度,径向方向的速度,动压,静压,总压以及湍动能分布曲线图,总结了超高压微型撞击流的流动特性,得出了超高压微型撞击流的流场特性分布的规律,并对其进行分析解释。(4)超高压微型撞击流装置结构的设计优化设计了两种超高压微型撞击流装置结构,阐述了撞击速度作为衡量撞击效果依据的理由,分别对超高压微型撞击流发生器两种结构的尺寸进行优化,比较两种结构的优点和缺点。(5)超高压微型撞击流技术的实验研究根据液体相溶的特性,分别选取油-水混合物、果汁、酒-三类物质,对设计的超高压微型撞击流装置的两种结构进行实验研究,确定最佳结构和适宜的运行参数,分析制备微乳液、处理苹果汁和酒类催陈的机理,提出了将动态和静态处理方式相结合来提高供给压力的新方法,总结经验,为工业化积累必要的原始资料。