空（kōng）化射流清洗技術（shù）的原理介紹（shào）

空化射（shè）流清洗技術是將空化作用引入水射流技（jì）術中而（ér）形成的新型水下設（shè）施清洗技術。通過控製壓力、流速等參數使水流（liú）束經過空化噴嘴時產生大量的空化泡，利用空化泡在（zài）材料表麵的狹小區域內潰滅產生高達140～170 MPa的微射流衝擊，達到清理設施表麵附著（zhe）物和汙垢層的目的。相對其它清洗技術，該技術不但具（jù）有高效、節能、環保、安全等優點，而且具有不傷（shāng）害設施母材，極少或者完全不傷害完（wán）整防腐層的顯著優勢，可對船舶螺旋槳等設備薄片區域進行合理有效（xiào）的清洗。下麵主（zhǔ）要介紹空化射流清洗技（jì）術的原理。

空化射流清洗技術的原理介紹（shào）：
 
空化是由於液流係統的局部低壓(低於相應溫度下該液體的（de）飽和蒸（zhēng）氣壓)使液體蒸發而形成的空化泡(即氣核，半徑一般在20 μm以下)爆發性生長的（de）描述（shù）。假設收縮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降至當地的水飽和蒸汽壓力Pv，即（jí）Pc≤Pv 時，在收縮段內局部低壓區將產生空化，空化泡（pào）在收縮截（jié）麵的邊界層內孕育並形成，在低壓區內獲得成長。可見，空化的（de）實質即是流體在動力和熱力的（de）聯合作用下，液（yè）體介質局部（bù）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（gāng）臨界參數。壓力和流速是空化發生的主（zhǔ）要影響因素（sù），在高圍壓的淹沒空化射流下，如空化射流在水下的清洗作業，空化數的（de）計（jì）算式可以簡化表示為下遊壓力與噴嘴總壓差的商：σ＝P2/(P1－P2)。當σ≤1時，可以產生空化作用；當σ≤0.5 時，可以產（chǎn）生穩定的空化射流。

當水在高速流動中局（jú）部絕對（duì）壓（yā）力降至（zhì）當地溫度下的飽和（hé）蒸汽壓時（shí），溶解在水（shuǐ）中的空氣（qì）釋放出來，形成許多微小的空化泡，空化泡潰（kuì）滅引起強大的微射流衝擊。空化射流就是人為地使水（shuǐ）射（shè）流束中（zhōng）產生高密度空化泡，利用大（dà）量的空化泡在物體（tǐ）表麵（miàn）局部微小區域潰滅產生的（de）強大微射流衝擊力而達到清（qīng）洗設施的堅硬汙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（fù）近，淹沒射流在固體表麵（miàn）形成一層橫向漫流，使空化泡距固體表麵（miàn）較遠（yuǎn）側的液體（tǐ）壓力低，向心運動速度較其他（tā）部分慢，空（kōng）化泡在向固體表麵運動的過程中，其近表麵側與固體表麵的距離基（jī）本不變。忽略液體粘性的（de）影響，空化泡為保持動量守恒，必（bì）須做加速運動，遠表麵側向內凹進，靠近近表麵側，空化泡因此被穿透形成指向固體表麵（miàn）、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：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（tǐ）表麵產生的衝擊力高達140～170 MPa，微射流（liú）直徑約為2～3 μm，表麵受到微射流衝擊次數約為100～1000次/(s•cm²)。

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