喷气涡流纺纱技术是目前最先进的纺纱技术，其利用纺纱喷嘴内的高速旋流对纤维进行加捻而成纱，喷嘴内部旋流的流动特性直接影响到纱线的成纱机理和性能。外界高压气流通过与喷嘴侧壁相切的喷孔，喷射入喷嘴内部加捻腔后，作高速空间螺旋运动。气流的切向运动可以实现纤维的包缠加捻，轴向运动有利于纤维的进给和纱线的输送，径向运动则利于纤维的分离从而为纤维加捻做好准备。喷气涡流纺纱喷嘴内部气流流动属于旋流范畴，在实际工业生产中旋流有着广泛而重要的应用。本课题在不失喷嘴内部气流流动本质特性的前提下，将喷气涡流纺纱喷嘴简化为具有侧向喷孔通道的不等长同心圆管组件，分析和研究不等长同心圆管组件腔体内气流的流动特性和应用特性，并提出了一种具有新型结构的喷气涡流纺纱喷嘴装置。本课题开展了以下工作：　　（1）对不等长同心圆管内部切向旋流进行了数值模拟。结果表明：喷孔上游的外管腔内有涡对存在，涡对在外管入口附近形成，随后沿管轴线向出口方向移动，在喷孔出口附近消失，涡对的形成和消失具有周期性；喷孔出口下游至内管入口之间的外管腔内，气流作极为强烈的空间旋转运动，最后在外管内轴向气流的作用下推进到内外管之间的环形区域；内外管之间的环形区域内气流作规则的空间螺旋运动，气流运动也较为平稳，圆管腔内的气流主要由此环形通道流出圆管腔。内外管的几何参数变化对圆管腔内气流的运动特性产生较为明显的影响，其中尤以喷孔通道几何参数的影响最大。喷孔角度增大，圆管腔内气流的旋转运动增强但轴向运动减弱，气流的切向运动向管中心处扩展。喷孔直径增大，圆管内气流的切向运动增强，但外管近壁区以及内管中心通道内气流回流强度亦增强。内外管直径和长度的变化对圆管腔内气流的运动特性形成一定影响但不明显。　　（2）采用粒子图像测速技术对不等长同心圆管内部切向旋流流场进行瞬时、全流场测量。由于以空气为介质时实验实现难度较大，因而按照雷诺相似准则以工质水替代空气进行了目标流场的实验测试。将实验测试数据经过雷诺转换后与相同边界条件下空气的数值模拟结果进行了比较，实验发现，外管入口段，实验结果与数值模拟结果较为接近，但由于水的粘滞性较大，实验所得的喷孔出口附近和内外管之间环形区域内所得的速度值均小于数值数值模拟结果，但分布规律极为相似。　　（3）将理论研究成果应用到工业实践中。在所取得的圆管腔内部流场的研究成果的基础上，提出了一种新的喷孔布置方式，可以实现更高的成纱速度，提高气流加捻效率。