液体射流在自然界与工程各个领域中广泛存在,其破碎雾化过程具有重要的理论意义与工程应用背景。幂律流体在生产生活中具有广泛的应用,但由于流体本身的复杂性,对于其破碎机理的认识尚且不足。随着能源与环境问题突出,某些具有幂律流体流变特性的新型替代燃料受到人们的重视,改善其破碎雾化,对喷射系统提出了新的课题。因此研究幂律流体椭圆射流破碎不仅有助于丰富非牛顿射流破碎理论,还可以对喷射系统的优化具有一定的参考指导意义。设计并搭建了适用于椭圆低速射流与高速雾化的实验系统,主要包括:图像信息采集系统、液体传输与储存系统以及喷射系统控制系统等。依据自行配制的幂律流体作为测试液体。研究包括:在低速射流条件下对比了幂律流体与水射流发展形貌、射流破碎机理、轴转换波长,在不同椭圆度条件下的变化影响规律;在高速雾化条件下,幂律流体椭圆雾化形貌发展规律以及形貌特征参数随着射流参数、环境参数、流体物性参数以及喷孔椭圆度的变化规律。对于低速射流,实验结果表明:不同于水,射流形貌会出现明显的振荡衰减现象;不同于水射流破碎曲线呈现出的“双峰”变化规律,幂律流体椭圆射流破碎的曲线呈现出“单峰”形式;在瑞利模式下,椭圆射流破碎尺度受椭圆度影响较小,在泰勒模式下,破碎长度随椭圆度的增大而减小;不同于水斜率与椭圆度无关,幂律流体的轴转换波长与射流速度呈线性关系,且直线斜率随着椭圆度的增大而增大。依据修正了的一维无量纲射流形貌模型:韦伯数越大,轴转换波长越大,振幅越小;椭圆度越大,轴转换波长越大,振幅越大;表观雷诺数越大,轴转换波长几乎不变,振幅越大;幂律指数越大,轴转换波长越小,振幅越小。对于高速雾化,实验结果表明:根据不同的椭圆度,雾化过程可分为三种形式,圆柱射流雾化、小椭圆度雾化、大椭圆度雾化。射流速度、椭圆度、流体物性、环境压力都会对射流雾化产生影响。射流速度与环境压力都促进射流的破碎雾化。对于高粘度的幂律流体椭圆度越大越易雾化;对于低粘度的幂律流体,在一定范围内,椭圆度的增大促进破碎,高椭圆度抑制了破碎;低粘度的幂律流体不同参数对射流雾化的影响规律与水类似。