随着经济的发展，能源短缺已经成为各国面临的重大难题，如何高效利用现有能源是人们普遍关注的问题，能源、动力、冶金等行业中的通用换热设备以其巨大的能源利用率提升潜力一直备受关注，如何提高换热器的效率成为人们日益关注的热点。近年来有很多学者提出了空化利用技术，特别是对超空化流动问题的研究使得水力空化技术已经成为国际上的一个研究热点。在水力空化过程中，空泡溃灭瞬间能够产生局部高温高压(1900～5200K、5.06×107pa)，并伴随有强烈冲击波和高速微射流(100m、s)，这使得空化具有强烈的扰流作用，能够破坏传热边界层，从而改善换热性能。利用水力空化对传热的显著强化作用，可提高能源利用率，有利于缓解能源短缺带来的压力，开展相关研究有重要科学意义与实用价值。　　 本文建立了水力空化流动数学模型，并采用CFD技术对其进行了详细数值模拟，从理论角度揭示了操作参数、结构参数以及流体物性参数对空化强度的影响规律。模拟结果表明：空化强度随入口压力的增大而增强，而随温度的升高，则呈现出先升高后下降，然后再升高的变化趋势；喉径比对空化作用的区域有明显影响，空化作用区域随喉径比的增大先变大后减小；对于相同结构的文丘里管，大尺度模型的空化强度占优；液体粘性的增大会抑制空化的产生与发展；随着液体中气含量的增大，空化强度先增强后减弱，而表面张力对文丘里管内的空化流动影响不大，可以忽略不计；固体壁面粗糙度对空化起促进作用，随着粗糙度的增大，空化强度增强。　　 本文建立了水力空化强化换热实验平台，系统研究了空化发生器入口流量、热源的输入功率以及热源的安装位置对平均表面换热系数以及换热强化率的影响。实验结果表明：相同流量下，有空化效应时的平均表面换热系数要比无空化效应时高；换热强化率随入口流量的增大而增大，随热源的输入功率增大而减小，并且热源的安装位置有关系，距离空泡溃灭处较近的地方换热效率更高。总之，在低热流密度，高入口流量，热源位置靠近空泡溃灭的位置时取得的换热效果最好，在本实验的工况中，换热效果强化率最高可达到340％。