近年来，随着科技水平的提高，我国的工业得到了迅猛的发展，但工业废水中难降解有机物的含量也越来越高。现有的废水处理方法和工艺在废水处理效率、有机污染物降解率、投资成本、运行成本等方面很难适应越来越高的环保要求，因此，高效环保的废水降解工艺和技术手段成为该领域的研究热点和难点。“空化撞击流”的概念就是在这个背景下提出来的。本文根据计算流体力学、空化及撞击流理论，通过空化撞击流数学模型的建立、反应器内流场数值模拟以及空化撞击流耦合效应验证实验等研究手段，对空化撞击流技术特性进行了研究。本文首先通过建立空化撞击流的数学模型，分别得到其粒子运动轨迹方程、速度函数和压力函数，为空化撞击流流场特性的研究提供了理论基础。然后针对所创建的反应器模型，对反应器内部的速度场和压力场进行了数值模拟，模拟结果与由数学模型所得速度函数和压力函数变化规律基本一致。通过对空化撞击流流场的研究，发现在撞击区域会形成一定的涡流，整个流场存在强烈的湍动和压力波动，并会形成负压区；而伴随空化撞击产生了瞬时微射流、冲击波，这些对于反应物之间的混合、相间传质传热有较好的促进作用。为了验证空化撞击流技术具有改善反应环境、强化反应过程、加快反应速率的特性，建立了一套空化撞击流反应装置，并在普通反应装置和空化撞击流反应装置中分别进行了芬顿氧化实验研究，研究以芬顿氧化产生羟基自由基的实验为基础，以亚甲基蓝为羟基自由基捕获剂，采用分光光度法检测。研究结果显示：在空化撞击流反应器中反应时间减少一半，而且亚甲基蓝的去除率提高了7.4个百分点。可见空化撞击流技术确实可以加快反应速率，强化反应过程。综上所述，通过本次研究可知，空化撞击流流场具有形成涡流、高度湍动、压力波动强烈等特性，因此利用空化撞击流技术可以改善反应环境、强化反应过程、加快反应速率。本课题的研究为空化撞击流技术的应用打下了一定的理论和实验基础。