本论文以旋流射流式喷射混合器为研究对象,采用实验研究和数值模拟相结合的方法,对混合器内液体混合过程进行了研究。分析并考察了混合器的结构参数(包括旋流的加入位置和射流角度的改变)和操作条件(包括射流流体和主流流体的速度比和混合流体雷诺数的变化)对液体混合过程的影响。论文实验部分采用平面激光诱导荧光技术(PLIF)对混合过程进行研究,结果表明在射流中引入旋流时,相同速度比条件下不同射流角度混合器具有不同的混合效果,存在着最佳射流角度;而相同结构的混合器在不同速度比条件下混合效果也不相同,存在着最佳混合速度比;当速度比大于一定值时,不同射流角度的混合器会出现不同程度的“反溅”现象,但“反溅”出现的位置有所不同,分别为混合管中心处和贴近管壁附近两个位置。主流中引入旋流时,与未引入旋流相比,不仅可以抑制射流孔下方混合“死区”的出现,而且相同速度比条件下浓度场分布更加均匀,“反溅”现象不再明显,混合效果得到显著改善。另外流体混合雷诺数的增加对浓度场分布和90%混合距离影响较小,但能明显缩短90%混合时间。在PLIF实验的基础上,本论文通过大涡模拟,采用动态动能亚格子应力模型对旋流射流式喷射混合器内液体混合过程进行了数值模拟。通过对不同射流角度混合器的无因次璧面距离y~+值统计、时均浓度对比和能谱分析,结果表明本论文所用的混合器的网格在精度上达到了大涡模拟的要求;LES模拟结果与PLIF实验结果能够较好地吻合,这表明LES方法能够准确预测混合器混合过程的流动状态。通过模拟发现,在射流中引入旋流时,随着射流角度的增加,混合“死区”由射流孔下方的近壁位置变为混合管中心位置,速度场由紊乱状态逐渐呈现规律性,当射流角度达到45°时,射流孔下方混合流体会沿管壁旋转向下流动,混合效果变差。当射流角度为15°时,混合区域的反旋涡对的数量最多,混合效果最好。在主流中引入旋流,当射流引入角度与主流引入角度方向相同时混合管中心会出现较大区域的混合“死区”,主流与射流剪切碰撞作用变弱,混合效果不佳;而射流引入角度与主流引入角度方向相反时,主流与射流流体间的剪切碰撞更为剧烈,会产生更多的旋涡,混合效果相对更好。