空化射流清洗（xǐ）技術的原理介紹（shào）

空化射流清洗技術是將空化作用引入水射流技術中而形成（chéng）的新型水下設施清洗技術。通過控製壓力、流速等參數使水（shuǐ）流束經過空化噴嘴時產生大量的空化泡，利用（yòng）空化泡在材料表麵的狹小區域內（nèi）潰滅（miè）產生（shēng）高達140～170 MPa的微射流衝擊（jī），達到清理設施表麵附著（zhe）物和汙垢層的目的（de）。相對其它清洗技術，該技術不（bú）但具有高效、節能、環保、安全等優點，而且具有不傷害設施母材，極（jí）少或者完全不傷（shāng）害完整防腐層的顯著優（yōu）勢，可對船舶螺旋槳等（děng）設備薄片區域進行合理有效的清洗。下麵主要介紹空（kōng）化射流清洗技（jì）術的（de）原理。

空化射（shè）流清洗技術的原理（lǐ）介紹：
 
空化是由於液流係統的局部低壓(低於相應溫度下該液（yè）體的飽和蒸氣壓)使液體蒸發而形成的空化泡(即氣核，半徑一（yī）般在20 μm以下)爆發性生長的描述。假設（shè）收縮（suō）段上下遊壓力分別為P1和P2，收縮段壓力為Pc，水流速度為Vc，當Pc降至當（dāng）地的水飽（bǎo）和蒸汽壓力Pv，即Pc≤Pv 時，在收縮段內局部低壓區將產生空化，空化（huà）泡在收縮截麵的邊界層內孕育並形成（chéng），在低壓區內獲得成長。可見，空化的實質即是流體在動力和熱力的聯合作用下，液體介質局部的液～氣（qì）相變過（guò）程。

空化數是用於判斷空化是否發生的無量綱臨界參數（shù）。壓力和流速是空化發（fā）生的主要影響因素，在高圍壓的淹沒空化射流下，如（rú）空化射流（liú）在水下的清洗作業，空化數的計算式可以（yǐ）簡化表示（shì）為下遊（yóu）壓力與噴嘴總壓差的商：σ＝P2/(P1－P2)。當σ≤1時，可（kě）以產生空化作用；當σ≤0.5 時，可以產生穩定的空化射流。

當水（shuǐ）在高（gāo）速流動中（zhōng）局部絕（jué）對壓力降至當地溫度下的（de）飽和蒸汽壓時，溶解在水（shuǐ）中的空氣釋放出來，形成許多微小的空（kōng）化泡，空化泡潰滅引起強大的微射流衝擊。空化射流就是人為地使水射流束中產生高密度空（kōng）化泡，利用大量的空化泡在物體表麵局（jú）部微小區域潰滅產生的強大微射流衝擊（jī）力而達到清洗設施的堅硬汙垢和附著海（hǎi）生物的目的（de）。如下圖：
 
近球（qiú）形空化泡隨（suí）射流運動到固體表麵附近，淹沒射流在固體表（biǎo）麵形成一層橫向漫流，使（shǐ）空（kōng）化泡距固體表麵較遠側的液體（tǐ）壓力低，向心運動（dòng）速度較其（qí）他部分慢，空化泡在向固體表麵運動的過程中，其近表麵側與（yǔ）固體（tǐ）表麵的距離（lí）基本（běn）不變。忽略液體粘性的影響，空化（huà）泡為保持動（dòng）量守恒，必須做加（jiā）速運動，遠表（biǎo）麵側向內凹進，靠（kào）近近表麵側，空化（huà）泡因此被穿透形成指向固體表麵、高速度、破壞力強的微射流。

國外專家Hammit通過計算和實驗測量得出（chū）：遊移型空化泡潰滅（miè）時（shí），近壁處微射流速度可達70～180 m/s，在物體表麵產生的衝擊力高達140～170 MPa，微射流直徑約為2～3 μm，表麵受到（dào）微射（shè）流衝擊次數約為100～1000次/(s•cm²)。

在空化作用中，空化泡潰滅瞬（shùn）間產生極短暫的強壓力脈衝，氣泡周圍微（wēi）小空間形成局部熱（rè）點產生極端（duān）高溫、高壓，同時伴隨產生複雜的物理反應、化學反應、機械作用、電化學作用和（hé）熱作用。衝擊壓力高（gāo）達140～170 MPa的微射流大部分直接或（huò）者間接作用在設施表（biǎo）麵的（de）海生物汙垢層上，使海生物汙垢從材料表麵分離下來，從而（ér）起到清洗作用。