随着工业的快速发展,消防安全问题日益严峻。火灾会对经济造成严重损失,也会威胁生命安全。因此,消防灭火技术非常重要,被广泛应用到机房、档案馆等场合。喷嘴作为消防灭火系统中的重要元件,灭火效果取决于雾化性能的好坏。压力旋流喷嘴在生活中最常用到,结构简单、雾化质量好,在消防、化工等领域有着重要的作用。本文以压力旋流喷嘴为研究对象,从机理出发,研究压力旋流喷嘴雾化产生机理并探究喷嘴结构对雾化效果的影响。采用实验和数值模拟相结合的方法,改变压力旋流喷嘴的结构,通过仿真软件Fluent对喷嘴内部的液体流动状态和外部液滴雾化特性进行仿真分析,得到不同压力及结构参数对轴向速度、雾化粒径、雾化锥角的影响规律。最后引入遗传算法,以雾化粒径、雾化锥角为目标对压力及喷嘴结构参数进行优化,得到一组最佳值,并且进行验证。论文主要研究内容:（1）首先探究了液体雾化破碎机理以及雾化灭火机理,依据伯努利方程与动量矩守恒方程,建立压力旋流喷嘴流量系数与雾化锥角的参数方程,分析几何特性参数对流量系数与雾化锥角的影响。（2）搭建压力旋流喷嘴雾化实验平台,进行喷嘴雾化实验,得到喷嘴入口压力、喷嘴出口直径与雾化锥角之间的规律。建立压力旋流喷嘴雾化模型,划分网格,设置边界条件。采用Fluent软件模拟喷嘴雾化过程,与实验得到的结果对比。（3）以喷嘴入口压力、喷嘴出口直径、旋流室长度为变量,通过Minitab软件进行Box-Behnken试验设计。得到压力与喷嘴结构参数对雾滴轴向速度、雾化粒径以及雾化锥角的影响规律。并且运用多元回归方法建立三个变量与雾化粒径、雾化锥角的数学回归模型,进行方差分析。（4）引入遗传算法。以减小雾化粒径、增大雾化锥角作为优化目标,采用NSGA-Ⅱ算法优化压力与结构参数,得到最优的压力与结构参数并验证优化结果。