前混合磨料射流清洗技术是上世纪80年代兴起的一项技术。其工作过程如下:首先磨料和水通过磨料罐提前混合,形成的磨料浆体在一定长度的耐高压的钢丝编织软管中再次混合并加速,然后通过喷嘴形成高速射流,射流接触到被清洗靶物,最终达到清洗的目的。在这个过程中,由于磨料经过多次加速,因此射流具有较高的能量,这也是为什么前混合磨料射流可以在较低的压力下进行清洗和切割工作。虽然磨料射流具有很多优势,但我国在高压水射流清洗技术方面还存在一些问题,其中包括喷嘴的选型、参数的选择不够恰当,这将会导致清洗设备的效率低下,使得磨料射流不能完全发挥自身优势,因此喷嘴可以说是整个设备的核心部件。在探究喷嘴的结构参数对射流的影响时,由于磨料和水混合属于固液两相流,仅仅靠理论分析是不行的,而通过实验观察也很难得到理想的结果。本文将采用数值仿真的方法,对前混合磨料射流喷嘴内外流场进行分析。为了探究喷嘴不同的结构参数对喷嘴内外流场的影响规律,文章通过Gambit、Fluent、Origin三种软件,实现对喷嘴的结构建模、数值模拟分析及数据后处理。根据数据处理结果,可以总结出喷嘴的不同结构参数(圆柱段长度、收缩角、圆弧段长度)对射流速度的影响规律,得出流线型喷嘴较为适宜用于清洗工作,最后针对清洗用流线型喷嘴,通过改变喷嘴圆柱段长度、圆弧段长度和收缩角等参数,分析比较不同的圆柱段长度、圆弧段长度和收缩角参数对喷嘴的内外部流场的影响,另外分析了磨料浓度对射流性能的影响,得出入口直径为6mm、出口直径为1mm、圆柱段长度为6mm、圆弧段长度为8mm、收缩角为17°的流线型喷嘴在磨料浓度介于20%和30%之间时较适宜清洗工作。本文在进行数值模拟及参数优化时,不仅考虑水和砂的轴心速度分布及衰减程度,还分析了水和砂在不同射流截面上的速度分布。探究不同结构参数对射流性能的影响规律,探索更加适宜清洗工作的喷嘴类型,为设计出结构优良、高效率的水射流喷嘴提供理论依据。