由于射流具有传递能量集中、无摩擦磨损、无火花、适应性强等优点,射流技术的应用十分广泛,在煤炭、石油、化工、航空、机械等领域发挥着清洗、冷却、切割、破碎等作用。目前,射流技术应用到冲击颗粒混合矿料领域,由于该方面的射流特性及相关理论研究缺乏,本文进行了如下方面的研究工作:(1)分析了射流技术的应用状况,进一步对冲击射流理论的研究现状、数值模拟及试验成果进行了总结。重点对气体冲击射流的流场结构、轴线速度、轴线压力的变化规律进行分析,掌握了冲击过程中射流的特性规律。(2)通过对射流冲击颗粒矿料过程的分析,从空气射流和颗粒矿料的物性特点出发,评判射流过程中各因素对冲击效果的影响,其中射流压力、喷距及喷嘴直径起着关键作用,也为后文的数值模拟和试验评估提供研究思路和方案。(3)采用Euler-Euler多相湍流流动模型,对射流冲击平板及颗粒矿料的过程进行数值模拟。基于正交因素分析法,建立参数化的仿真模型,研究分析了射流喷嘴直径、喷距及射流压力的影响,结合相关“气垫”桨叶设计的工艺要求,得到了最优的工况参数:喷嘴直径为D=0.5mm,喷距为H=20mm,射流压力为P=0.5MPa。(4)对颗粒混合矿料的物性进行了相关基础实验,作为理论分析和数值模拟中相关参数的依据。同时基于数值模拟结果,分别测试了喷距为Omm和20mm时,单孔喷嘴和九孔喷嘴在不同压力条件下冲击平板和冲击颗粒矿料的效果。该实验结果一方面验证了数值模拟的可靠性,另一方面直接为“气垫”桨叶的结构和工艺参数设计提供参考。本文总结了前人对射流理论的研究成果,联系工程实际应用,结合数值模拟和试验研究两种方式,对高速气体冲击射流的特性及其冲击效果因素进行了系统研究,能指导冲击颗粒矿料的工程应用。