空化射流是一种新型的高效射流,本文在借鉴超声空化和水力空化处理污水研究成果的基础上,提出了利用空化射流处理油田采出水的技术设想,实验研究证明该技术是切实可行的。通过理论调研,总结分析了利用空化射流处理油田采出水的主要作用机理。从工程应用的角度出发,从众多的空化喷嘴结构中优选出氦姆霍兹谐振腔空化喷嘴、风琴管自振空化喷嘴和角形空化喷嘴三种结构简单实用的喷嘴结构进行设计,并利用角形喷嘴和氦姆霍兹谐振腔的特性设计了组合空化喷嘴。利用Fluent软件对设计的空化喷嘴在拟定的实验条件下进行了数值模拟研究,数值模拟结果与实验结果能够很好的吻合,证明本文建立的在N-S方程的基础上建立流动模型,选用混合模型结合基于密度变量的空化模型和标准k-ε模型,对二维空化射流喷嘴内部流场进行模拟的数值计算方法具有较高的可信性;分析了四种空化喷嘴内部的压力场、速度场和汽含率的分布规律,以汽含率为评价参数对适宜该技术研究应用的空化喷嘴结构进行了初步优选,结果表明组合空化喷嘴更适合用于后续的实验研究;考察了入口压力和液体温度对组合空化喷嘴内部空化程度的影响。设计了一套实验室内利用空化射流处理油田采出水的实验装置,进行了实验研究。在实验证明该技术可行的基础上,对适宜该技术研究的空化喷嘴结构进行了优选,利用优选出的喷嘴结构进行实验考察了入口压力、循环次数和喷嘴长径比对油田采出水COD去除率的影响。在实验研究成果的基础上,提出以组合空化喷嘴为母体进行串联连接的多级空化喷嘴设计方案,利用Fluent软件对设计方案进行优选,发现只有采用单级喷嘴直径由小到大的串联式多级空化喷嘴,才能实现多级空化处理的功能,并且各级均具有较好的空化效果;以三级空化系统为例对多级空化系统进行了详细设计,最后完成了对空化射??理油田采出水处理装置的初步设计。