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本文对钢厂中连铸生产线二次冷却区的气水内混合式喷嘴的内部气液混合雾化过程及其在大空间的喷射过程进行了数值模拟研究。建立了喷嘴内部以及喷射空间三维模型，选取液柱破碎模型及喷口雾化模型对喷嘴整个雾化过程进行了研究。分析了进气压力及进水压力对冲击速度、水流密度、液滴粒径、冷却强度等参数的影响，对喷嘴的雾化效果进行了验证。喷口处的液体形态以喷射芯液滴或液膜为主。不同工况下随着进气压力的增加，雾化得到的液滴粒径减小。喷射芯雾化得到的液滴粒径为98.1-1258.6μm，喷口处液膜雾化得到的液滴粒径为28.2-1649.1μm。分别根据工况选择两种喷口处的液体形态，编写程序计算了喷嘴在大空间中的二次雾化过程，得到的粒径为30.9-1038.8μm。液滴对铸坯表面蒸汽层最大穿透深度随着进气压力的增加而减小，随着进水压力的增加而上升。根据各工况中最小液滴冲击速度，计算能保证穿透蒸汽层的液滴粒径为567.2μm。随着进气压力的增加，喷嘴出口速度由40m/s上升至180m/s，液滴的冲击速度由由11m/s上升至27m/s。采用计算面法获得的各工况下水流密度的模拟值，范围为0.006L/(m2·s)-0.03L/(m2·s)。增加进水压力能够显著提升水流密度。各工况下的相对冷却强度有差别，当进水压力恒定时随着进气压力的增加，相对冷却强度降低；当进气压力恒定时随着进水压力的增加，相对冷却强度增加。喷嘴所使用的二冷水其LSI为0.15-0.19，引起了轻微的结垢并造成了部分喷嘴内部的堵塞。通过模拟典型工况（工况2），发现主水管堵塞1/2时以及喷射芯喷孔堵塞1-3个时喷嘴出口液相分布不均匀，喷嘴出口速度分布不对称。相比未堵塞时喷嘴出口的速度峰值偏大30-70m/s，速度谷值偏小5-15m/s。