核物料转运桶在倒料过程中一部分的粉状物料残留在核物料转运桶壁面上,并没有很好的回收,造成不必要的浪费。由于物料具有一定的放射性,人工清理存在风险,为提高物料的利用率,结合现场实际情况,采用高压水进行清洗,为此开展核物料转运核物料转运桶清洗系统的设计,并对高压水射流喷嘴进行研究。以喷嘴水射流为研究对象,对比了流体动力学中两相流的数值计算方法,对不同种类的喷嘴进行了了解,分析了射流的特征,为后续的数值计算、核物料转运桶清洗方案以及喷嘴参数改进奠定了基础。根据核物料转运桶的特点,设计了一套集倒料和清洗一体的核物料转运桶清洗方案。通过将喷头移动到核物料转运桶下方,并通过推进机构将喷头伸入核物料转运桶的内部并进行清洗的方案。结合实际情况,建立了喷嘴射流的流体域,利用Fluent流体计算软件,分析了射流速度分布以及与湍流动能的关系,解释了射流能量交换的过程中速度的变化规律。分析了射流冲击壁面的速度和压力分布规律,对比了喷嘴在不同压力条件下的射流动能的大小,得到了距离对射流清洗目标压力大小和速度变化规律,同时分析压力和距离的影响,并选择较优的清洗参数。通过设计实验测定射流冲击力,并与仿真结果进行对比。通过仿真模拟的方法,探索改进喷嘴几何形状,探讨了不同锥形角、出口长度、出口直径对喷嘴内部流场以及速度影响的规律,对比结果选择表现好的结构参数,并对喷嘴结构进行改进。