镍基高温合金粉末是军用及民航发动机涡轮盘件的主选材料,由于真空感应熔炼气雾化（Vacuum Induction Melting Gas Atomization,VIGA）技术在制备镍基高温合金粉末方面具有可控性好、产量大、球形度高和粉末细等优点,VIGA技术被广泛用于镍基合金粉末的制备。VIGA工艺核心技术部件是紧耦合喷盘,随着对粉末收得率要求不断提高,在工业生产过程中,雾化系统堵塞（也称导流管堵塞或喷嘴堵塞,以下简称喷嘴堵塞）问题时有发生。喷嘴堵塞一旦发生,雾化过程将被终止,剩余的合金熔体将滞留并凝固在中频炉和中间包内,这将导致合金浪费,坩埚重新打造等问题,对生产效率和生产效益带来较大的影响。目前关于VIGA雾化制粉技术的研究大多集中在提高雾化效率,提高细粉收得率等方面,针对喷嘴堵塞这一问题研究较少。为进一步探究工业生产中喷嘴堵塞的形成原因及规律,本文在工业生产的VIGA雾化设备和喷盘条件下,通过数值模拟仿真结合现场工业试验方法,从理论及试验角度对喷嘴堵塞技术问题进行深入的研究,具体研究内容和结论如下:针对工业雾化制粉中气体压力不稳定带来喷嘴堵塞问题,采用计算流体动力学（Computational Fluid Dynamics,CFD）数值模拟软件建立了紧耦合喷盘气雾化数值模型,研究了在导流管末端气体压力对合金熔体主雾化的影响,分析了不同气体压力对喷嘴堵塞的形成规律,并通过现场工业试验进行验证。结果表明:气体压力与导流管内径不匹配时,主雾化后的合金熔体液滴不仅堵塞喷嘴还会烧损喷盘。在导流管内径为4mm时,喷嘴堵塞发生机率随着气体压力的增大而减小,但当气体压力过大（4.5 MPa）时,将会出现合金熔体反喷现象。在导流管内径为5 mm时,喷嘴堵塞现象在低压（1.5 MPa）时出现,高压情况下雾化过程连续。基于所建立的有限元模型,在合理气体压力范围内,分别研究了导流管与喷盘的耦合长度对雾化过程中气流场湍动能、导流管末端吸负压力及合金熔体主雾化的影响,分析了耦合长度与喷盘结构不匹配时合金熔体在导流管末端的碰撞粘结过程。结果表明:吸负压力随着耦合长度的增加而降低（从正压向负压转变）。导流管下方湍动能位置随着耦合长度的增加逐渐下移。当耦合长度较小（0 mm）时,合金熔体液滴回流明显,增大了喷嘴堵塞发生机率;随着耦合长度增加（大于3 mm）,导流管末端挂流的合金熔体逐渐减少,喷嘴从半堵塞转化为不堵塞。适当增加气体压力,通过数值模拟计算,耦合长度对喷嘴堵塞的影响规律不变,并通过水模拟试验和现场工业试验验证了数值模型预测准确性。针对雾化过程中合金熔体流动性引起的喷嘴堵塞问题,基于气体压力和耦合长度对喷嘴堵塞的研究结果,模拟研究了不同粘度的合金熔体在导流管内流速及导流管末端主雾化破碎状态,分析了合金熔体粘度对喷嘴堵塞的形成原因。结果表明:合金熔体粘度过大时不仅会在导流管末端挂流堵塞,还会粘结在导流管内壁堵塞喷嘴。合金熔体在导流管内流动速度随着熔体粘度的降低而增加,当合金熔体流速较大时,与导流管内壁传热较少,将会降低合金熔体粘结在导流管内壁的风险。随着合金熔体粘度降低,导流管末端挂流的合金熔体首先消失,粘结在导流管内壁的合金熔体随后消失。根据现场工业试验结果,当合金熔体粘度为5.24～5.45 MPa·s时,合金熔体流动性较好,能够顺利流出导流管进行雾化,没有出现喷嘴堵塞现象。基于耦合长度对喷嘴堵塞的研究结果,适当缩短耦合长度能够提高气液相互作用强度,但会增加喷嘴堵塞发生机率。为避免出现喷嘴堵塞问题,模拟研究了不同导流管末端修形角度对合金熔体主雾化的影响,分析了不同修形角度对喷嘴堵塞的形成原因。结果表明:导流管末端内壁附近气流速度随着修形角度的增大而增大,主雾化后的合金熔体液滴碰撞到导流管末端小平台机率随着修形角度的增大而减小,并通过水模拟结果,发现合金熔体雾化效率随着修形角度的增加而提高。根据工业试验结合数值模拟结果,当修形角度为40～45°时,导流管末端小平台宽度缩小,主雾化后的合金熔体液滴很少碰到壁面,雾化过程连续。本文通过数值模拟和工业试验相结合的方法深入研究了 VIGA技术中喷嘴堵塞的形成机理,通过研究气体雾化压力、导流管和喷盘的耦合长度、合金熔体粘度和导流管末端修形等影响,为雾化生产过程中解决喷嘴堵塞问题提供了一定的理论和实际指导。