委内瑞拉原油粘度高、流动性差,在管道输送时直接影响了原油输送成本,为了提高经济效益,探索有效的原油降粘技术与方式具有重要意义。超声波降粘技术是近些年迅速发展的一种环保型新技术,原油经超声波处理后粘度大大降低。本文以超声学、物理和化学等多学科理论为基础,采用实验研究、数值模拟和理论分析相结合的方式对原油超声空化降粘特性进行研究,揭示了超声降粘的控制因素及影响规律,确定了超声降粘作用时空化作用的主导地位,探索了原油超声空化强度分布及规律关系式,研究了超声场中空化气泡的运动规律,分析了超声空化气泡动力学行为。原油超声降粘静态实验,考察了作用温度、作用时间、频率和超声波功率等因素对降粘效果的影响。同时研究结果表明,超声波处理原油具有良好的不可恢复性和普适性。借助显微镜、石油离心机等仪器,对比了超声波处理前后原油四组分、沥青质大小及尺寸分布和原油-正庚烷稳定性。超声作用后的原油重组分减少,轻组分增加,沥青质粒子变小,原油-正庚烷体系更稳定。对超声降粘作用研究得到空化作用占57.55%的主导地位。对原油超声空化强度分布进行了实验研究和数值模拟。通过对比得到了数值模拟时最优控制参数及空化模型的选择原则,同时提供了不同超声作用功率时的声压分布。对实际液体中的声衰减进行了非线性拟合,得到水平方向遵循声衰减公式而竖直方向符合“S”函数的结论。超声场中存在焦域和驻波,分别探讨了功率、超声波换能器浸入深度对焦域和驻波的影响及存在的关联。超声空化气泡动力学的研究表明,气泡在超声场的运动方向与超声作用功率相关,并且在运动过程中小气泡团簇被大气泡团簇吸引,只有达到一定数量的气泡才会出现气泡的融合现象。对不同粘性流体中的空化气泡半径进行分析,得到空化气泡半径为亚微米量级,并且发现了在高粘性液体中独有的“拉丝”现象。