喷头是喷灌系统的关键设备之一，而折射旋转式喷头是具有诸多优点的一种新型喷头。本文对折射旋转式喷头的设计机理进行了数值模拟和试验研究，研究结果主要包括：(1)建立了喷嘴流量CFD数值模拟模型，实测结果表明，该模型的相对平均偏差小于5％，最大相对偏差小于14％。(2)通过CFD数值模拟建立了圆锥形喷嘴各结构参数与流量系数的定量关系。影响圆锥形喷嘴流量系数最显著的因素依次为d/D(出口直径比进口直径)、内收缩θ，而l/d(出口段长比出口直径)有一定影响，L/D(进口段长比进口直径)则无显著影响。(3)折射旋转式喷头射程随折射流道宽度和流道半径的增加而降低，而在流道较宽和流道半径较大时喷头水量分布相对较好。(4)喷头射程随转速的降低而增加，喷头转速从3120r/min的高转速降低至38r/min的低转速时，射程增加了31.8％，并且还具有较好的水量分布。而在低转速区内，喷头射程随转速变化不大。(5)开发了一种结构简单的低压大射程折射旋转式喷头。在200kPa工作压力时，其流量为8461/h，射程达9m以上。