空化水射流是一项可应用于众多工业领域的新技术,已经应用于煤炭开采、石油钻井、清洗、水处理等领域。通过建立实验研究所需的淹没空化水射流生成系统和空化噪声信号测试系统,使用水听器分别采集了在相同实验条件下不同结构空化喷嘴在不同靶距产生的空化噪声。空化噪声是一种微弱、高频率的随机信号。通过对实验中所采集到的空化噪声数据进行自适应滤波处理、小波熵分析、小波能量数值分析、功率谱密度估计,研究了不同结构的喷嘴产生空化噪声的能力及其频率特性。采用自适应滤波处理方法对空化噪声进行滤波。系统噪声经过参数可调整的数字滤波器送到抵消器,与空化条件下采集到的信号相减,获得逼近真实的空化噪声滤波输出。使用小波熵技术对空化噪声进行分析。以系统噪声为主体信号,在其中部插入一段空化噪声数据,分析得出各个喷嘴空化噪声数据的小波熵谱图。根据小波熵谱图特征,得出系统空化噪声的稳定频率区间。用小波能量数值分析方法对空化噪声的能量进行数值分析。对空化噪声数据进行三层小波分解,计算其8个小波包在不同靶距下各自的能量数值,找出具有空化噪声信号的小波包。采用功率谱密度估计方法对这些小波包进行分析,找出各个喷嘴空化噪声的频率特性。采用MATLAB分析软件编写上述四种分析方法的计算程序,成功地完成了空化噪声的分析计算,从不同的角度证实了空化水射流能有效产生空化现象,并得出一些分析结果。用Origin软件对这些结果进行拟合,得出了各个喷嘴在不同靶距下产生空化噪声的能量数值。实验研究结果表明:具有振荡腔结构的2号喷嘴有较强的空化射流产生能力,3、4号喷嘴与0号喷嘴产生空化的能力都较小。2号喷嘴的最佳靶距为30mm,其空化噪声能量数值是其他三个喷嘴的10倍以上,频率广泛分布在10 ~160KHz。