射流技术在喷射推进、燃料的雾化、微流控等工业生产生活中有着极为广泛的应用，喷嘴作为射流形成的关键装置在射流形成过程中承担着极其重要的作用。与其他喷嘴相比，离心式喷嘴具有结构简单、易于加工、高可靠性、高性价比等优势，但离心式喷嘴雾化破碎过程是一种涉及气液两相的有旋的湍流雾化复杂过程。为了适应新的应用需求以及更好的设计及应用喷嘴，有必要对其内部流动特性及雾化破碎特性进行深入研究。本文通过数学推导将喷嘴简化为二维结构，结合各边界条件，首先研究了不同流量、粗糙度下，离心式喷嘴内部流动特性、雾化破碎特性;然后根据离心式喷嘴的液膜破碎原理，借鉴前人经验，设计了一种微混合器;并探究了不同工况、喷口宽度、通道深度下，微混合器的工作特性。具体研究内容包括:　　(1)离心式喷嘴内部流动特性分析。基于k-w湍流模型及低雷诺数近壁面模型，数值研究了离心式喷嘴内部的流场结构以及入口流量、粗糙度与喷嘴内部流动特性之间的关系。结果表明:当喷嘴工作时，在喷嘴轴线区域会出现一条贯穿喷嘴的气核，气核直径在喷嘴等直段会出现波动，并在喷嘴近壁面区域形成液膜;喷嘴内部工质的径向速度除在喷口处较大之外，在其他部分均接近0;越接近喷口，工质的湍流动能越大。不同流量下，各相工质在喷嘴等直段的速度增长趋势相差不大，且随着流量的增加，喷嘴液相速度与气相速度的差值逐渐变大，近壁面区域静压明显增加。随着喷嘴壁面粗糙度的增加，等直段、扩张段液膜厚度增加，且扩张段的液膜增长率小于等直段的，同时沿程损失也随之逐渐增加，且越靠近壁面越明显。　　(2)离心式喷嘴雾化特性分析。基于RNG k-ε湍流模型及非平衡壁面函数，数值研究了离心式喷嘴雾化破碎过程以及入口流量、粗糙度与喷嘴雾化特性之间的关系。结果表明:通过数学方法简化的二维喷嘴模型与通过三维模型所计算的结果非常接近，但所得雾化锥角、破碎长度等数据总体比实验结果偏小。喷嘴工作时，喷嘴的雾化锥角大小及液膜破碎长度随时间变化有所波动。随着入口流量的增加，喷嘴的雾化锥角先增大后逐渐保持稳定，但总体均在27.4°-30.4°之间;喷嘴的液膜在一定时间段内的最短破碎长度随着流量的增加而减小，但增长率会逐渐下降。当流量为0.332kg/s时，随着等直段、扩张段粗糙度的增加，喷嘴的雾化锥角变化不大，均在29°左右;喷嘴破碎长度随之逐渐增大。　　(3)喷嘴液膜破碎机理在微混合器中的应用研究。根据离心式喷嘴的雾化破碎原理，借鉴前人经验，设计了一种带有喷嘴结构的射流震荡式回流微混合器，并基于组分输运模型数值研究了不同工况、喷口宽度、通道深度下微混合器的工作特性。结果表明:在该类型混合器中，随着雷诺数的增加，微混合器的回流率、混合效率将呈周期性变化;射流震荡产生的多涡流动是提高混合效率的最关键因素;雷诺数的增加、喷口宽度的减小、通道深度增加均有利于射流震荡产生，进而有利于微混合器回流率、混合效率的提高。