中文摘要：

利用水力空化过程形成的各种效应可以强化换热，开展相关研究具有重要科学意义与实用价值。本项目采用实验研究、数值模拟与理论分析相结合的方法，对水力空化热效应形成机制及其强化传热机理进行了研究。建立了稳态空化流动条件下空化泡运动以及空化泡与流体相互作用的动力学模型；引入湍流后的研究结果表明湍流作用与液体可压缩性对空化泡运动存在重要影响，并首次发现空化泡半径的二次生长现象；非稳态空化流动条件下的数值仿真结果准确揭示了系统运行与结构参数对空化泡动力学行为特性的影响规律，并获得了最佳空化结构参数；建立了空化泡内气体运动的动力学模型，阐明了液体中空化热效应形成机理以及系统运行与结构参数等对空化泡溃灭温度的影响规律，得到了各影响参数与空化泡溃灭温度之间的显著函数关系式，此关系式可直接为水力空化结构优化设计提供指导；建立了水力空化强化液体对流传热数理模型和空化模型，进行了水力空化强化对流传热实验研究，从理论与实验角度揭示了水力空化强化换热机理，并掌握了系统运行与结构参数对强化传热的影响规律；建立了空化发生器内液体流动的混合物多相流模型，借助数值模拟掌握了水力空化强度的影响因素及其影响规律。