陈海舰, 刘峰斌*, 郭诒大, 周 刚, 豆照良, 张韶华, 司丽娜, 叶 子, 杨 晔

(1.北方工业大学 机械与材料工程学院, 北京 100144;2.北京控制工程研究所 精密转动和传动机构长寿命技术北京市重点实验室, 北京 100094)

液体介质中空化气泡的溃灭会产生微射流和冲击波，对近壁面造成破坏，即空蚀现象[1].空蚀是发生在水轮机、螺旋桨和涡轮叶片等水力机械零部件中常见的破坏形式，不仅严重影响设备的正常运行，还会降低其使用寿命，造成巨大经济损失[2].

大量研究发现，空蚀受到液体介质[3]、基底材料[4-5]、温度压力[6-7]以及微颗粒[8]等诸多因素的影响.其中，由于实际水下环境中存在大量杂质，因此微颗粒对空蚀影响的研究尤其引人关注.研究人员对不同种类颗粒的形状、尺寸以及浓度对空蚀破坏的影响规律进行了大量研究，发现相比于颗粒形状，颗粒种类、尺寸和浓度对空蚀具有更大影响[9-12].研究发现尺寸和浓度对空蚀破坏影响都存在一个临界值，Chen等[11]使用超声振动空蚀装置，研究了不同粒径的CeO2对空蚀破坏程度的影响，发现粒径为500 nm时空蚀破坏程度最严重，粒径低于或高于500 nm时空蚀破坏程度均降低.Wang等[8]使用旋转圆盘空蚀试验装置研究了不同粒径CeO2对空蚀的影响，试验结果表明，临界粒径为1 μm，较小的粒径造成轻微的空蚀损伤，粒径为4 μm的微颗粒没有造成明显的空蚀损伤.Lian等[13]使用超声振动空蚀装置研究了沙颗粒的浓度和粒径对空蚀破坏的影响，发现临界尺寸为0.035～0.048 mm，当……