高压微射流均质技术已经被广泛的应用于微纳乳剂的制备,为了提高高压微射流的均质性能,还需要在均质参数和均质腔壁面微结构等方面进一步研究。均质参数变化,导致均质过程中流场变化,影响了均质粒径的大小和分布。均质腔壁面的微结构改变了湍流的流动,对均质结果也有一定影响。本课题以APV实验型高压均质机作为实验设备,油水乳液为均质材料,采用实验研究和数值模拟相结合的方法,研究了微射流均质过程中不同均质参数对油滴粒径变化的影响;分析了流场的变化规律以及影响均质粒径的流场物理量;通过在传统均质腔壁上构建沟槽,探讨了壁面微结构对均质性能的影响。基于高压微射流均质机的工作原理,分析了在撞击效应、剪切效应和空穴效应下油滴的破碎机理,并分析了油滴的合并机理。通过对三种均质效应和油滴合并的分析,可知均质压力、初乳温度和油水比等均质参数将影响均质的结果,为实验研究和数值模拟提供了理论依据。使用高压微射流均质机,对均质参数(均质压力、初乳温度、油水比)进行单因素实验并设计正交实验。用马尔文激光粒度仪检测乳剂内的粒度分布,得出了各参数对粒径变化的影响规律,通过正交实验得出最优参数组合并分析出主要影响因素。实验结果表明:随着均质压力的增加,油滴的均质粒径减小;随着初乳温度的增加,均质粒径增加;随着油水比的减小,均质粒径减小;主要影响因素依次为初乳温度、均质压力、油水比。对微射流高压均机内发生均质过程的均质腔进行几何建模,并对均质腔的几何模型进行网格划分。采用k-ε湍流模型对连续相数值分析,用DPM模型对离散相进行数值模拟分析。通过数值分析,得到了高压均质腔内部的压力场、速度场、湍流耗散率及均质粒径分布。研究了均质压力、初乳温度和油水比对流场内速度和湍流耗散率的影响规律,以及均质粒径分布的变化规律。分析表明:高压均质过程中液滴的破碎受流体速度和湍流耗散率的影响,在流速高,湍流耗散率大的区域,油滴容易破碎;随着均质压力的增加,油滴的均质粒径减小;随着初乳温度的增加,均质粒径增加;随着油水比的减小,均质粒径减小。通过数值模拟的正交分析,并和正交实验结果对比,表明高温下乳化剂对均质性能的影响较为明显。基于壁面粗糙度引起流动状态变化的现象,在传统光滑均质腔壁上构建沟槽微结构,分别对光滑均质腔,矩形截面沟槽均质腔,以及三角形截面沟槽均质腔内的均质过程进行了数值模拟,并做了对比分析。结果表明:相对地,有沟槽的均质腔均质粒径更小,而矩形截面沟槽较三角形截面沟槽均质得到的粒径更小,同时粒度分布更均匀。最后根据对沟槽均质腔的数值分析,提出了一种高剪切均质腔的改进设计方案。