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第 37 卷 第 5 期 吴鹏飞等： 声 -流耦合空化场观测与量化表征探索 803

年，Yi 等 [39] 利用声空化、水力空化和声 -流耦合空 进一步机理研究和应用提供指导。
化对罗丹明 B 进行了降解实验，并比较了不同参数
下的协同效应。 2 声-流耦合空化实验平台
然而，截至目前，前人的工作都是利用声 -流耦
合空化进行降解实验和简单的分析，并未对耦合空 如图1 所示，整个声 -流耦合空化实验系统由声
化场本身的物理特性进行研究，也未对耦合空化场 空化激发系统、水力空化激发系统、声-流耦合腔、高
的影响因素进行深入分析。本文旨在通过实验揭示 速 -显微摄影系统、声压采集与同步触发控制系统
声-流耦合空化的一些初步的物理现象和规律，为其 组成。

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图 1 声 -流耦合空化实验平台实物图及其示意图
Fig. 1 Experimental setup and its schematic representation
声空化激发系统由换能器、电源两部分组成。 发生器组成。其中水泵是高扬程多级泵(MVI814-1,
其中，换能器谐振频率为20.7 kHz，变幅杆辐射面为 WILO SE)，搭配变频器可以改变水泵涡轮转速从

矩形，尺寸为 40.0 mm×62.0 mm，做纵向伸缩振动。 而控制出水压力。水泵出水口至喷嘴式水力空化
电源内置了电压表 (分度值：10 V，量程：0∼300 V) 发生器之间水压较大，常规的胶管容易压裂，这里
和电流表(分度值：0.1 A，量程：0∼2.0 A)，其读数乘 采用了非标定制的钢丝编织胶管。自制的水力空
积是换能器输入电功率。 化发生器喷口是直径为 1 mm 的圆形孔。测量孔板
水力空化系统由水泵、管路和喷嘴式水力空化 入口压力的仪表为红旗 Y-60 普通压力表 (分度值：