本课题研究低温液体与水直接接触所发生的流动与相际传热传质现象。低温液体喷入水中为浮力射流，但由于这一过程中低温液体产生液一气相变，浮升力的突变和气相的可缩性大大增加此问题的难度。本文采用数值模拟和实验研究相结合的方法，分析影响此气一液一液相互混合大脉动紊流的传热及流动的关键因素，提出描述此时传热和流动过程的基本概念和方法。 本文分析了常压和超临界压力下低温液体与水的传热传质过程特性，低温液体在常压下气化时气泡的剧烈运动以及流体自身的流动引起周围环境水的较大扰动，强化了传热并对液体流型以及生存距离产生影响。而在超临界水压下，由于流体的一些物性呈奇异性变化，影响了流体的传热、传质性能，并影响液体的生存距离。本文依据传热学中的基本理论，建立了适合水压为常压和超临界压力下的低温液体．水传热传质数理模型，并首次采用Fluem软件作了数值模拟，得出低温液体的生存距离和温度场及浓度场，气液氮混和流的生存距离远大于常压下气液氮混和流的生存距离。此模型可描述各种低温液体在不同的排放速度、管径、排放压力条件下的传热传质特性。 本文进行液氮常压水下排放的实验研究，获取并分析排放过程中的影像信息和测温数据，液氮液柱生存距离的估算值与实验观测值进行了比较，二者能较好地吻合。实验结果也说明低温液体水下直接释放是可行的。 文中建立的传热传质模型及传热传质过程特性分析，对各行业低温液体的紧急排放、相变及传热传质工艺等具有一定的参考价值。