前混合磨料水射流的切割能力受磨料冲击速度的影响最大，而磨料冲击速度主要取决于磨料颗粒在喷嘴出口处的速度，因此，提高磨料水射流中磨料颗粒在喷嘴出口处的速度是提高磨料水射流切割能力的关键。 本文对前混合磨料水射流喷嘴内的磨料颗粒速度变化进行了定性分析；根据前混合磨料水射流喷嘴内液固两相流为典型的湍流流动，选用k-ε双方程模式建立液相水的数学模型，通过对前混合磨料水射流湍流场中运动颗粒的受力分析，建立了固相磨粒的数学模型；采用Fluent的前处理软件Gambit对简化的喷嘴物理模型划分网格，并确定了边界条件；采用控制容积积分法离散液相水的控制方程，控制方程中的对流项为一阶迎风格式，应用SIMPLE算法进行求解，对于喷嘴壁面处的液相水的处理方法运用了壁面函数法，对前混合磨料水射流喷嘴内固相磨粒的数值模拟采用了颗粒轨道模型，运用计算流体力学商业软件Fluent对两种情况下的喷嘴内液固两相流进行了数值模拟；利用前混合磨料水射流数控切割机床对不同的材料进行了切割实验。 本文通过对前混合磨料水射流机理研究和实验验证，获得了以下几个方面的结论： 1、通过定性分析，对于一定直径的喷嘴，在水的压力相同的情况下，存在一个最佳的圆柱段长度，使得磨粒在喷嘴的出口处的速度最大，从而切割能力最强。 2、在切割参数和其它几何结构一定的情况下(圆柱段直径为1.3mm)，圆柱段长度为13mm的喷嘴最佳，即径长比为1/10的喷嘴最佳，验证了结论1。 3、在一般情况下，对于一般的板材切割，在切割参数和喷嘴径长比相同(d/l=1/10)的情况下，圆柱段直径为1.3mm的喷嘴最佳。 4、数值模拟的结果表明：选用k-ε双方程模式作为液相水的数学模型和采用颗粒轨道模型模拟固相磨粒是合理的。 5、通过数值模拟和实验验证结果的比较，证明了运用数值模拟方法对前混合磨料水射流进行机理研究具有可行性。