文丘里管汽蝕實驗研究

唐 虎，畢勤成

（1西安航天動力研究所，陜西西安710100；2西安交通大學動力工程多相流國家重點實驗室，陜西西安710049）

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19世紀后半葉，隨著蒸汽輪機的應用，在動力系統中逐漸出現了“汽蝕”（也稱為空化）現象。隨著科技的進步，涉及汽蝕現象的領域愈來愈多，許多研究者對此進行了廣泛的研究。到目前為止，有關汽蝕研究最多的裝置之一是文丘里管。研究主要包括實驗研究、數值模擬（有的包含實驗研究）、應用研究等。

1）實驗研究

有的對不同結構文丘里管進行實驗研究，Sayyaadi等對串聯汽蝕文丘里管反應器與傳統的單文丘里管反應器進行了實驗比較[1]。Fasih等對3種不同結構尺寸的文丘里管空化進行了實驗比較，結果顯示如果文丘里管出口壓力與入口壓力之比小于0.8，則流量恒定且與下游壓力無關；當該值超過0.8時，文丘里管就等同于節流孔板[2]。

有的對特定流體介質進行實驗研究，Ardiansyah等對鈉在文丘里管內流動時的空化和空蝕特性進行了實驗研究，實驗表明不同的滯止壓力和溫度，開始的空化數都基本是一致的，但在空蝕實驗中，空化數在0.59到0.51間發生變化[3]。

隨著技術發展，對文丘里管的實驗研究也越來越深入。Vabre等利用同步加速器X射線成像進行了文丘里管結構汽蝕流動研究，該技術能以數千赫茲的頻率同時測量液態相和氣態相的速度場[4]；Coutier-Delgosha等采用超快X射線成像技術進行了文丘里管空化流的速度場測[5]。Sayyaadi等還對文丘里管反應器進行了空化不穩定性研究，采用高速攝像機觀察到了文丘里管空化流的波動過程，采用示波器記錄了波動的頻率，實驗發現空化數是波動特性的主要影響因素[6]。……