在微磨料水射流系统中,喷嘴是决定射流性能的最终部件。本文采用ANSYS软件中Workbench平台下的Fluent模块对喷嘴内流场的各相关物理量进行数值模拟,探究影响喷嘴磨损的相关因素。论文首先对颗粒在两相流中的数学模型进行了简化,然后采用欧拉多相流模型对喷嘴内流场进行数值模拟。研究表明,混合腔内部由于高速水运动形成的负压和磨料自身的重力是将磨料引入混合腔内的两个最主要的作用力。当磨料进入混合腔后磨料的速度波动很大,直到进入收敛段,磨料速度开始趋于稳定；在不考虑相对速度滑移和沿程能量损失的前提下,磨料的速度将以指数形式逼近流体介质的速度。数值模拟表明,在喷嘴内的流场中存在三个两相流高压区,分别位于磨料入口附近的近壁面(a区)、收敛段与混合腔交界处附近的壁面(b区)以及聚焦管直管段和收敛段交界处壁面(c区)。收敛角大小对b区和c区的两相流压力影响明显,随着收敛角度的增大b区和c区的范围将扩大,峰值将增加。当收敛角度在30°以下,上述变化趋势不明显。且考虑到收敛角度过小将会使喷嘴的轴向长度过大,故认为30°左右是收敛角的合适取值。数值模拟还表明,聚焦管直管段直径和长度对喷嘴内部的压力均有所影响。以磨料在喷嘴出口处的速度为评价指标,通过横向比较得到,直管段长度和直径比在25-37.5范围内变动较适宜。分析DPM颗粒在喷嘴内的运动轨迹,发现部分颗粒并没有直接进入聚焦管直管段内,而是在管口循环运动。这就导致了收敛段与直管段交界处由磨料冲蚀造成的磨损作用十分强烈。在整个聚焦管中,磨料所造成的磨损,沿着轴向长度的延伸而增强,并在某处到达峰值,随后趋于平稳。