空化射流（liú）清洗技術的（de）原理介紹

空化射（shè）流清洗技術是將空化作用引（yǐn）入（rù）水射流技術中而形成的新型水下（xià）設施清洗技術（shù）。通過控製壓力、流速等參數使（shǐ）水流束經過空（kōng）化噴嘴時產生大（dà）量的空化泡，利用空化泡在材料表麵的狹（xiá）小區域內潰（kuì）滅產生高達140～170 MPa的微射流衝擊，達（dá）到清理設施（shī）表（biǎo）麵附（fù）著物和汙垢層的目（mù）的。相對其它清洗技術，該技術（shù）不但具（jù）有高效、節能、環保（bǎo）、安全等優點，而且具有不傷害設施母材，極少（shǎo）或者完（wán）全不傷（shāng）害完整防腐層的顯（xiǎn）著優勢，可（kě）對船舶螺旋槳等設備薄片（piàn）區域進行合理有效的清洗。下麵主要介紹空化射流清洗技術的（de）原理。

空化射流清洗技術的原理介紹：
 
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（zhēng）氣壓)使液體（tǐ）蒸發而（ér）形成的空化泡(即氣核，半徑（jìng）一般在20 μm以下)爆發性生長的描述。假設收縮段上下遊（yóu）壓力分別為P1和P2，收縮段壓力為Pc，水（shuǐ）流速度為Vc，當Pc降至當（dāng）地的水飽和蒸（zhēng）汽壓力Pv，即Pc≤Pv 時，在收縮段內局部低壓區將產生空（kōng）化，空化泡在收縮截麵的邊界層內孕（yùn）育並形成，在低壓區內獲得成長。可（kě）見，空化的實質即是流體在動（dòng）力和熱力的聯合作用下，液體介質局部的液～氣相變過程。

空化數是用於判斷空化是否發生的無量綱臨界參數。壓力和（hé）流速是空化發生的主要（yào）影響因素，在高圍壓的淹沒空（kōng）化射流下，如空化射流在水下的清洗作業，空（kōng）化數的計算式可以簡化表示（shì）為（wéi）下遊壓力（lì）與噴嘴總壓差的商：σ＝P2/(P1－P2)。當σ≤1時，可以產生空化作用（yòng）；當σ≤0.5 時，可以產生穩定的空化射流。

當水在高速流動中局（jú）部絕對壓力降至當地（dì）溫度下的飽和蒸汽壓時，溶解在水中（zhōng）的空（kōng）氣釋放出來，形成許多微小的空化泡，空化泡（pào）潰滅引起強大（dà）的微射流衝擊。空化（huà）射（shè）流就是人為地使水射流束中產生高（gāo）密度空化泡，利用大量的空化泡在物體表麵局部微小區域潰滅（miè）產生的強大（dà）微射流衝擊力而達到清洗設施的堅硬汙（wū）垢和附著海生物的目的。如下圖：
 
近球形空化泡隨射流運動到固體表麵附近，淹沒（méi）射流在固體表麵形成一層橫向漫流，使空化泡距固體表麵較遠側的液體壓力低，向（xiàng）心運動速度較其他部（bù）分慢，空化泡在向（xiàng）固體表麵運（yùn）動的過（guò）程中（zhōng），其近（jìn）表麵側與固體表麵的距離基本不變。忽略液體粘性的影（yǐng）響，空化泡為保持動（dòng）量守恒，必須做加速運動，遠表麵側向內（nèi）凹進，靠近近（jìn）表麵側，空化泡因此（cǐ）被穿透形成指向固體表麵、高速度、破壞（huài）力強的微射流。

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

在空化作用中，空化泡潰滅瞬間產生極短暫的（de）強壓力脈衝，氣泡周圍微小空間形（xíng）成局部熱點產生極端高溫、高壓，同時伴隨產生（shēng）複雜的物理反應、化學反應、機械作用、電化學作（zuò）用和熱作用。衝擊壓力高達140～170 MPa的微射流大部分直接或者（zhě）間接作用在設施表麵的海生物汙垢（gòu）層上，使海生物汙垢從材料表麵分離下來（lái），從而起到清洗作（zuò）用。