磨料水噴嘴是水射流技術應用中獲得高能量利用率的關鍵部件之一，對射流質量有明顯的影響。利用從噴嘴射出的具有很大動能的射流，來進行清洗、切割和破碎巖石等，實驗己經證實，如果噴嘴質量差或耐磨性不夠，將引起射流質量惡化，就有可能使射流設備的功率大部分都浪費掉。因此設計一種高效噴嘴，對射流質量的提高起到很重要的作用。在國內，許多高校和科研設計單位開展了噴嘴的開發研制和理論實驗研究，并取得了一定的進展。如北京科技大學研究基于Visual Basic平臺的高壓水射流噴嘴的智能CAD系統，主要是研究噴嘴組件尺寸參數的智能選取，零件圖的自動生成及對設計進行優化。但他們的研究是針對從水噴嘴到混合室，再到磨料水噴嘴的整體設計研究，對局部細節研究的不夠深入，本文主要對磨料水噴嘴內部結構做了細致深入的研究，進行仿真，優化磨料水噴嘴內部結構。太原理工大學采礦工藝研究所研究了葉輪導引射流噴嘴內部流場的流動特性，編制了流體的三維有限元數值模擬軟件，介紹了編制原理及其構成，通過對實例的計算揭示了噴嘴內部流場的特點。重慶大學廖振方和唐川林關于自激振蕩脈沖射流噴嘴的理論研究和實驗研究，根據邊界層理論和渦旋理論研制了自激振蕩噴嘴，克服了現有噴嘴射距短、持續能量小等缺點，他們研究的噴嘴主要用于清洗，本文研究用于切割的磨料水噴嘴。重慶大學李曉紅、王建生等對噴頭部件準直管內磨料射流流動機理進行了研究。清華大學研究噴嘴內部流道型線對射流流場的氣體流動特性參數的影響，得出對于等直徑平直圓管噴嘴，射流流場對進出口處的幾何形狀非常敏感;對于收縮噴嘴，收縮錐角越大，其射流的阻滯效果越明顯，內部型線的不同主要影響噴嘴出口附近的速度和壓力分布。

在國外，Ye, J根據前混合磨料水射流切割系統的噴頭內部穩定的液固兩相湍流情況建立了計算流體動力分析模型，并研究了噴頭形狀與磨粒動力學特性關系，Shimizu,seiji等對前混合磨料射流噴頭的磨粒加速特性進行了研究，發現噴嘴出口速度與射流壓力的平方根成正比，并且出口磨粒的速度隨著磨粒直徑和重力的增加而減少，準直管部分的長度隨顆粒直徑和重力的增大而增大

      在磨料水噴嘴中的流是一個湍流、高速、液固兩相流，這個復雜問題還沒被充分研究，不同參數對切割性能的具體影響還沒被理解。以上這些研究，沒有涉及到噴嘴內、外流體流動的細部結構，只是從宏觀上對射流進行了理論分析，依據實驗資料，得出了一些經驗公式，做了定量分析。國內研究者所研究的噴嘴主要用于鉆井和礦山開采大型設備，對用于切割加工的磨料水噴嘴研究還很少。

      磨料水射流切割系統中用的磨料水噴嘴主要是由工ngersoll-Rand, Flow和Boride公司生產。大多數AWJ加工中的磨料水噴嘴直徑是0. 7 ~ 1. 2mm，長度是55 ~75mm進口的磨料水噴嘴很貴，根據牌子不同，典型的磨料水噴嘴，其價格在150到300美元。磨料水噴嘴是AWJ加工系統中關鍵部件之一，進入水射流中的磨粒對噴嘴會產生磨損，磨損后的噴嘴會使噴嘴直徑增大，并會影響水和磨粒間動能轉換的效果。特別是在出口處，磨料水噴嘴的磨損直接影響切槽的寬度和加工精度，所以，對AWJ加工而言，提高噴嘴耐磨性是加工關鍵技術之一。