近年来,过程强化越来越受到重视,各国学者开发出了多种形式的反应器。其中,撞击流反应器从问世以来以其良好的传递和混合效果在燃烧、干燥、研磨和超细粉体制备等领域得到了广泛应用,但对其的流动特性研究还不够充分和深入。本文的研究对象为反应腔截面为14.2x14.2mm的撞击流反应器,雷诺数范围在21230-36951之间,采用2D PIV和大涡模拟对等径(3-3mm)和不等径(3-4mm)反应器内流动特性进行了研究,得到了反应器内流型、速度场、驻点位置和湍动能分布,通过对比3-3mm等径反应器中实验和模拟的数据,验证了大涡模拟在撞击流反应器内流动特性预报的准确性。三维湍动能算法和基于各向同性假设下二维湍动能算法的对比结果表明广泛应用于搅拌槽内的二维湍动能假设在撞击流反应器内预测误差较大,最大时可达40%。通过Lumley-Newman三角形及其衍生算法分析了反应器内的湍流各向异性,结果显示在撞击区域和射流主体边缘各向异性显著,二维湍动能假设存在误差。采用大涡模拟的方法详细讨论了不同流量比下3-4mm不等径撞击流反应器的驻点偏移规律,不等径撞击流的操作弹性更大,4mm管径一侧15%的流量波动依然可以保证两股流体在反应腔内撞击。反应器轴线上方空间特征尺寸(L)对流场的影响较小,但是减小轴线上方空间会使撞击驻点位置向小管径(3mm)一侧偏移。