天然气水合物作为极具发展潜力的一种新兴能源,拥有储量大、比热值高、环境污染小等优势。同时气体水合物技术广泛应用于海水淡化、气体分离、气体储运等工业领域,而促进水合物快速生成是制约该技术应用的主要影响因素。水合物是由气体和水在低温高压的条件下经过气相溶解、成核、生长三个过程形成的。晶核的形成往往需要一段不确定性的诱导期,减少诱导时间是加速水合物生成速率的重要途径。机械强化作为缩短水合物诱导期的重要途径之一,主要是利用外力作用增加流体之间的接触面、提高混合效率,促进水合物的生成。撞击流反应器作为一种新型水合反应器,它的原理是两股相向运动的流体可以在撞击瞬间产生强大的能量,强化流体之间的传递传质,具有高效、节能等优势。本文构建了一种双层撞击流水合反应器,基于欧拉-拉格朗日方法,建立离散相模型,将气相作为连续相,液相作为分散相,采用Realizablek-?模型对该反应器的结构、操作参数分别进行优化分析,并在此基础上阐述低温高压条件下气液两相流体在流场中的运动规律,为后续有关水合物生成的研究提供理论基础。研究内容及结论如下:（1）基于欧拉-拉格朗日模型,采用单一变量法研究了不同结构参数的变化对流场特性的影响规律。发现随着同层加速管间距和层间间距的减小,颗粒破碎越充分,气液两相混合程度越好;气相加速管管径增大,进入流场的粒子数增加,粒子之间相互碰撞频率增加,有利于流体间的湍动混合;预混合距离过大、过小都会削弱流体在流场中的混合效果。（2）在确定各结构参数对流场特性的影响规律后,使用单因素方差分析判断各结构参数对流场中平均粒径的影响程度。各结构参数对粒径影响的显著性由P值来定义。通过各结构参数的主体间效应检验得出各结构参数对流体在流场中混合效果的影响程度由大到小依次为:同层间距、预混长度、层间间距、气相加速管管径。（3）基于优化后的反应器,分别研究气、液两相流体的初始压力对流场特性的影响。研究发现,两相流体压力的增大均能在一定程度上促进流体间的湍动混合。液相初始压力只影响流场中各位置压力梯度大小,气相初始压力不仅影响流场中压力梯度大小,还影响着压力驻点的位置。而且气相初始压力对流场特性的影响程度较大。（4）比较了在CH4-H2O和Air-H2O两种体系下流体初始压力的变化对流体间湍动混合效果的影响,发现除了压力的影响外,气体密度对流场特性也有一定的影响。密度较小的流体单位时间内带入流场的粒子数大大减小,而且密度越小,粒子发生撞击后在流场中的停留时间越短,不利于颗粒粒径的进一步减小,不利于水合物的生成。但是气体密度并不改变压力变化对流场混合效果的变化趋势,即压力的增加改善了两种体系下流体在流场中湍动混合效果。