气穴成核机理及其抑制方法研究

在液压系统中，气穴的出现会带来振动、噪声、气蚀等多种危害。本项目从气穴成核的机理入手，研究游离气核的成因及存在形式；研究界面纳米气泡与界面气核的相互作用规律；研究液固体界面纳米气泡的稳定性条件；揭示外部参数与游离气核存在形式的内在联系；揭示气体饱和度、接触角和压力波动等因素对游离气核发育和扩散的影响规律；揭示界面纳米气泡与界面气穴之间内在联系；建立气核的理论模型，定量描述气核形成和发育的非线性过程。并在此基础上建立基于气核控制的气穴抑制方法，以解决液压技术朝着高速、高压和大功率方向发展过程中所面临的日益严重的气穴危害问题。

在液压系统中，气穴的出现会带来振动、噪声、气蚀等多种危害，因此在系统和原件设计时，常采用多级节流、流道优化等结构设计方法来抑制气穴发生。但是随着液压技术向着高速、高压和大功率方向发展，单靠结构优化来抑制气穴发生，已无法满足要求，为了有效的控制或消除液压系统内的气穴现象，必须从气穴发生的本源出发，了解气穴的成核机理。本项目从气穴成核的机理入手，主要研究成果包括：完成了流体极限抗张强度测量装置的构建与试验；完成了微空化试验装置的构建与试验；完成了冲击气泡装置的构建与试验；总结了温度和尺度对气核的影响规律；建立了冲击气核的形成准则；提出基于气核控制的气穴抑制方法。取得了一批创新和突破性基础理论研究成果；已发表和录用论文9篇，其中SCI检索6篇，授权发明专利1项，培养了博士生2名，硕士生2名。