本文以气体作用下锥形液膜和圆柱射流破碎过程为研究对象，研究了气体对液体燃料破碎的影响。在研究锥形液膜破碎时，以某型燃气发生器中使用的气液同轴离心式喷嘴为研究对象，从热试试验中选择燃烧性能和燃烧效率较高的一种喷嘴作为基准构型，采用理论、试验、仿真相结合的研究方法，系统地研究了锥形液膜的产生、发展以及破碎过程，在此基础上改变喷嘴的结构参数，研究结构参数对旋转锥形液膜产生、发展的影响。在研究圆柱射流破碎时，以实际使用的气液同轴剪切式喷嘴为对象，对比了有/无气体作用时的破碎过程。设计了透明喷嘴，利用界面追踪Volume of Fluid(VOF)方法模拟了基准喷嘴内部填充过程。液体进入喷嘴后，向切向口上下低压区填充，并将喷嘴内部的气体排挤出喷嘴，气相区的真空度不断增大，当液相流出喷嘴后，内部流场建立，液相填充旋流室和收缩段的时间占整个填充时间的大部分。分析了稳定后喷嘴内部速度、压力场，结果表明液相流经等直段时，轴向速度增加，切向速度减小，在收缩段和等直段存在较大的压力损失。利用大量的冷试试验获得喷嘴流量系数以及喷嘴出口喷雾图像，编制图像处理界面测量雾化锥角，定义无量纲影响因子衡量喷嘴结构参数对喷嘴性能的影响，得到了考虑喷嘴几何特性参数A、旋转直径比Ds/d0和长径比L0/d0等结构参数在内的流量系数以及雾化锥角表达式，补充了基于Abromvich理论的离心喷嘴设计准则。测量了离心式喷嘴在不同结构参数下的雾化粒径，通过改变喷嘴结构参数，基于Reitz的雾化粒径公式，得到了考虑喷嘴旋转直径比Ds/d0，喷嘴长径比L0/d0以及出口扩张角在内的雾化粒径表达式，为喷嘴设计和数值仿真中的初始条件给定提供了参考。设计了喷雾切刀，能够将喷雾锥一部分液体从流场中排开，排除了相对两侧液膜的干扰，尤其在喷嘴出口及高喷注压降工况下效果更明显。利用高速阴影系统、背光试验系统等多种试验方法观测了旋转锥形液膜一次破碎形态，在低韦伯数We下，液膜表面呈现穿孔破碎形态，在高韦伯数We下，液膜表面呈现湍流破碎形态。基于matlab图像处理功能编写了图像处理程序，定义不同轴向位置的液体含量获得液膜表面一次破碎特征。通过对阴影图像处理测量了液膜破碎长度；通过对喷雾切刀作用下的液膜破碎图像进行处理得到了液膜破碎时表面波长，统计得到锥形液膜雾化粒径SMD与破碎时表面波长之间的定量关系。改变喷嘴构型，基于Han的破碎长度公式得到适用于离心式喷嘴使用的破碎长度公式，公式中的破碎长度系数与喷嘴几何特性参数关系较大。利用平面片光技术观察了有/无气体作用时旋转锥形液膜破碎的形态特征，发现大液滴存在于锥形液膜边界，小液滴被空气卷入喷雾锥内部。利用互相关算法得到了液膜破碎后的速度场，在喷雾锥内部，径向速度沿着远离喷雾锥的方向不断增大。旋转锥形液膜喷雾锥中心的速度较小，两侧速度较大，呈现U型分布；锥形液膜在环缝气流作用下，小液滴不断被加速，喷雾锥中心速度较高，向两侧逐渐减小随后又增大，呈现W型分布。利用高速摄影观察了低喷注压降下的圆柱射流破碎形态，呈现波动破碎和剥离破碎两种形态，通过定量测量获得了雾化粒径SMD与表面波长之间的关系。通过对两种液体燃料破碎形式的比较可知，气体加入后，加剧了液体的不稳定，促进了液体表面扰动波的发展，使得液体断裂破碎位置提前；同时气体的加入为流场注入了能量，增加了流场的湍流强度以及液滴的速度，加快了由于湍流引起的液滴输运，雾化后的液滴直径都有减小。