Page 130 - 2025年第56卷第7期

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抑制效果逐渐减弱。在到达峰值转变温度（５０℃）后，热效应参数 Σ 的影响逐渐占据主导地位和决定
性，综合抑制效果增强，此时局部水温的降低导致蒸汽压局部降低，从而抑制空化进一步发展 ［２１］ 。需
要指出的是，本实验采用高速摄影可视化方法，基于图像识别算法，进行非定常空化流动特性、回射
流以及热力学效应等分析。与 ＰＩＶ等技术相比，本实验可视化方法实验成本较低，且易于操作，但在
非定常流动信息的获取上存在一定局限性。同时，本文关注微小通道内的空化特性研究，对于如 Σ 
和 ＣＳＰ等热力学参数，主要基于文丘里型结构进行了无量纲化，对于其他空化诱发结构，上述参数无
法直接适用，相关参数须进行调整。

４ 结论

本文采用高速摄影可视化方法，研究了不同温度条件下文丘里管内水的非定常空化流动特性，并
分析了热力学效应对空化演化的影响。主要结论如下：（１）获取了非定常空化流动图像数据，随着温
度升高与流速增加（即空化数减小），空化过程中的初生空化 － 片空化 － 云空化的发展持续时间更长。
（ ２）回射流沿壁面的持续流动使片空化逐渐转变为脱落云空化，随温度升高，空腔表现出更晚的脱落
和更剧烈的溃灭射流现象，但热力学效应抑制了其持续发展。计算了云状空化振荡主频率和斯特劳哈
尔数 Ｓｔ，随着温度升高和空化数减小，脱落主频率降低，空腔最大特征长度对云脱落振荡频率具有主
要影响。（３）基于所获得的空腔平均特征尺寸与流态图像信息，分析结果表明，当温度超过一定值后，
热力学效应将逐渐增强。使用组合抑制参数 ＣＳＰ表征热力学效应的 “动态抑制过程”，当温度升高至
转变温度时，ＣＳＰ由下降趋势转为上升趋势，增强的热力学效应将对空化发展产生抑制作用。

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