谢 超， 张 伟， 孙伟华， 谭 磊

清华大学 能源与动力工程系 水沙科学与水利水电工程国家重点实验室， 北京 100084

0 引 言

空化是一种包含汽液相间质量传输的非定常、可压缩、多相湍流的复杂流动现象[1-3].空化流态伴随着空泡的产生、发展和溃灭，以及两相间质量和能量传输，可实现化学反应加速、污水处理、有机物分解、萃取提纯、微重力作用等工程应用[4-5]，具有广阔的应用前景.通过空化发生器诱发空化并将其应用于工程是近年来的研究热点.

按照基本结构的不同，水力空化发生器一般可以分为孔板式[6]、文丘里管式[7]和旋转式[8].孔板式和文丘里管式空化发生器的研究起步较早，但由于这两类空化发生器通过截面积变化诱发空化，空化量产生受到限制.而旋转式空化发生器利用离心力产生空化，结构简单，流量大.PETKOVSEK等[9]通过改变温度、过氧化氢含量和空化时间，研究了旋转结构空化器污水处理的能力；KIM等[10]开展了旋转式空化发生器处理污泥的实验，结果表明其颗粒分解和氧化性能都优于超声波空化；MILLY等[11]采用旋转式空化发生器对流食进行杀菌，结果发现其诱发的微生物致死率大于热效应；BADVE等[12]采用旋转式空化发生器对工业废水进行处理，研究得到了转子转速、过氧化氢试剂浓度和处理时间的最优值.刘影等[13]基于FBM湍流模型和Kubota空化模型，分析了旋转式空化发生器的孔倾角、孔径和孔深等结构参数对空化的影响；BADVE等[14]通过数值模拟分析了空化器旋转过程中流线结构、压力场和剪切速率的变化规律；……