中文摘要：

研究水力空化的演变过程，对水力空化流型及其转变条件进行定量描述；研究干扰气体对水力空化演变的影响，建立干扰气体流量与流型转变间的定量关系；研究水力空化的强化效应，建立宏观参数与空化强度的定量关系，确定空化强度与化学效应、机械效应间的关系，形成过程强化的实用方案和设计方法。通过对水力空化的演变及其对过程的强化效应的研究，将宏观的结构参数、操作参数及物理参数与微观的强化过程定量地联系起来，揭示水力空化对过程强化的本质，为利用水力空化进行过程开发和过程强化形成理论基础，提供设计和优化方法。本项目研究对于丰富空化理论，将有害的水力空化变成一种有效的过程强化手段，具有理论意义和实用价值。

结论摘要：

本研究旨在揭示空化泡演变的动力学行为及水力空化对过程强化的机理，探求空化强化效应规律。主要内容包括1.研究了水力空化对过程强化效应的规律。首次提出了一种空化强化效应定量表征及其测定的新方法，即用亚甲基蓝捕捉水力空化诱导的羟自由基，以空化羟自由基浓度作为空化强度的定量表征参数。建立了空泡溃灭压力与空化自由基浓度之间的定量关系, 解决了空泡溃灭压力难于测定的问题。研究了操作参数、结构参数、空化形式以及干扰气体等因素对空化强化效果的影响规律。2.研究了单空化泡的演变及溃灭特性。分别采用不可压缩流体的Rayleigh方程、R-P方程和可压缩流体的Gilmore方程计算了空泡的演变曲线和溃灭压力，与实验数据比较后发现，Gilmore模型预测精度高于另两个模型，这表明液体的可压缩性是引起空泡溃灭压力显著减小的重要因素。3.研究了空泡群的溃灭特性和空化区几何构型。考虑了空泡间相互作用、脉冲溃灭压力的传递和叠加效应，以及初始空泡尺寸随机分布等因素，建立了空泡群分层溃灭模型，计算结果发现，空泡群中心溃灭压力是其外层溃灭压力的几倍，空泡群中心聚集更高的空化能量。预测的空化区边界与实验结果相一致。