空化的发生会破坏螺旋桨、影响水轮机的工作效率、决定水泵的空化余量，破坏水利建筑物的物面等等不利后果，早期对于空化发生的研究都为降低空蚀，并且在这些方面的研究已经非常成熟。然而，空化的发生伴随着巨大的水射流冲击波，高温和高压，它却是不可以忽视的能量。若空化产生的巨大的能量能够最大效率的利用，它将会成为一种新的能源解决方案。目前，空化能源的利用研究还是一个新兴领域，在环境保护，材料学科和生物工程等领域具有很大研究和应用前景，因而正成为被开发的先进技术。本文基于此，在水力空化强化研究与应用方面做了以下方面工作:　　首先，设计并加工组装了水力空化反应堆设备，安装了可实现变频调速，控温定时自动手动电力控制系统。本文进行了不同转速下空化强度引起温升速率的影响和不同规格的空化飞轮空化强度对温升速率的影响实验，实验结果表明，空化飞轮转速越高，温升速率越高，空化强度越高;当液体温度在50-70℃，温升速率又趋势于平缓，空化强度有所下降;空化飞轮直径越大，空化引起温升越高，空化强度越高。水温在50℃以下时，试验中空化反应堆的空化反应产热效率随转速升高逐渐提高;空化飞轮的增大，空化产热效率也逐渐提高。空化反应堆的产热最高效率为73.3％。　　其次，运用Fluent数值模拟软件对空化反应堆发生空化的机理进行了模拟，本文模拟了不同转速和不同饱和蒸汽压下，空化发生的状况，模拟结果表明，随着空化飞轮转速的提高，孔内部空泡区域体积逐步增大，有充满径向孔之势，故空化强度也随之增大;液体温度的升高，即为饱和蒸汽压的升提高，在开始阶段孔内部空泡区域体积逐步增大，后来孔内部空泡区域体积趋于不变甚至有减小之势，空化强度先上升后又趋于减弱之势。　　最后，利用水力空化设备以丙氨酸和葡萄糖为原料制备了碳量子点。该方法成功制备了粒径小、颗粒均匀、分散均匀、水溶性好、氮掺杂、多波长激发、荧光强度较高等特点的碳量子点，在经过截留分子量为1000Da的透析袋透析后，合成碳量子点的量子点产率为1.75％。此碳量子点合成方法具有首创性，水力空化设备反应容器可调节，既可以实现碳量子点的小规模实验生产，又可以实现碳量子点批量化生产。