董 波， 罗景泉， 张家辉， 徐 振， 刘爱贤， 孙 强， 王逸伟， 郭绪强*

(1.中国石油大学 (北京) 化学工程与环境学院， 北京 102249；2.中国石油大学 克拉玛依校区 工学院， 新疆 克拉玛依 834000)

水力空化现象是当流体流经一定的限流区域时，流速上升而压力下降，当压力降低到流体温度对应的饱和蒸气压时，溶解在流体中的气体会逸出，同时流体发生汽化，从而形成许多由气体和蒸气组成的空化泡，当流体挟带着空泡流经下游压力较高的区域时，空化泡急剧塌缩、溃灭的过程[1]。当空泡发生溃灭时，会在其周围极小的空间内形成局部的高温(103～104K量级)和高压(102～104MPa量级)环境，同时还伴有强烈的冲击波、高速的微射流以及自由基的产生，从而引发各种空化效应，如机械效应、热效应、化学效应和界面效应等[2]。这些空化效应可以强化各种物理、化学过程，在水处理、生化工程、石油化工、食品处理、均质混合与破乳等领域有广阔的应用前景[3]。

水力空化技术的空化效果与空化器结构紧密相关，探究最优的空化器结构参数，强化空化效果，设计出高效率的空化器装置是水力空化技术研究的一项重要内容。孔板和文丘里管是常用的水力空化反应器装置。与孔板相比，文丘里管的流通截面积变化较为缓慢，空化强度相对温和，其压力损失也相对较小，本研究采用文丘里管空化反应器。

随着计算流体力学(CFD)的快速发展，模拟空化流场的数值仿真技术已经成为研究水力空化的一种重要方法。……