旋流喷嘴在工业上有广泛的用途,对它射流破碎雾化机理的研究具有重要的理论意义和实际应用价值。但是,人们对旋流喷嘴射流特性及其破碎机理的认识还不是很清楚,本文探讨了旋转射流的特性及其破碎机理。为了满足实验研究的需要,建立了一套由恒压连续喷射系统、光学拍摄系统和粒度测量系统组成的实验系统。其中,光学拍摄系统采用了漫射背景散射成像法和高速摄影法。实验中的旋流喷嘴采用了套筒和旋芯的组合结构,旋芯内的旋流室用于旋转射流。该组合具有旋流特性好,结构尺寸易于测量和改变,产生的射流对称性好等诸多优点。研究了旋流喷嘴近区域的流动特性并分析了喷射压力、喷射介质、喷嘴结构对流动特性的影响。结果表明:提高喷射压力将明显提高喷嘴的体积流量,增大喷孔直径将增大喷嘴的体积流量,增大旋流室直径将减小喷嘴的流量,减小旋流室入口角度,将明显增大喷嘴的体积流量;增大喷射压力将明显增大近区域的形状尺寸,喷射介质的表面张力越小射流的形状尺寸越大,喷嘴的结构参数对射流有影响,增大喷孔直径将明显增加射流外形尺寸,而旋流室直径对射流的形状影响较小,增大喷孔的出口长径比将减小射流的外形尺寸,增大旋流室入口角度,将增大射流的外形尺寸;内外压力差的存在束服了射流在自由空间中的扩展,使射流的外形尺寸减小。研究了射流表面波纹的信息,并分析了喷射压力、喷射介质和喷嘴结构对其的影响。得到如下结论:增大喷射压力,将使射流破碎的越早,射流的雾化变好;喷射介质的表面张力越小,射流表面褶皱越大,破碎越短;减小喷孔直径,增大旋流室入口角度,减小喷嘴出口长径比,增大旋流室直径都将导致射流破碎出现的更早。研究了射流破碎的宏观特性:喷雾锥角、破碎距离和粒度。结果表明:增大喷射压力,增大喷嘴直径,减小喷嘴出口长径比,增大旋流室直径,增大旋流室入口角度都将增大喷雾锥角;喷射介质对喷雾锥角的影响不是很大。增大喷射压力,旋流室直径越大,喷嘴出口长径比越小,增大旋流室入口角度将使破碎距离L减小,但L始终不为零。增大喷射压力,减小喷孔直径可以减小雾化粒度SMD,可以获得良好的雾化效果。旋流室直径和喷嘴出口长度对雾化粒度影响不是很明显。