新型结构硅基微通道中层流换热的实验研究

基于热边界层中断技术，设计了一种新型的带有交错结构的、当量直径为155．3um的微通道，以实现强化换热同时减小流动阻力的目的．以去离子水作为工质，在入口温度、加热功率及质量通量3个控制参数十分相近的工况条件下，在这种含有新型结构微通道的实验段，及含有常规结构微通道的实验段内，进行层流流动与换热的对比实验研究．结果表明，采用新型结构能减小微通道进出口压差，降低摩擦常数，并且能较好地强化换热，降低微通道壁面温度

硅基微通道中周期性沸腾的光学可视化

以丙酮为工质,在三角形截面的硅基微通道内进行了微尺度沸腾传热实验研究。在对汽液两相流流型进行光学可视化测量的同时,对压力、温度等信号进行了同步动态测量。发现了周期在毫秒级的微时间尺度的周期性沸腾传热。1个完整的周期可以分成3个子过程：进液阶段,汽泡核化、增长、聚合及爆炸阶段,瞬变液膜蒸发阶段。总结出1个完整周期内所存在的4种汽液两相流流型。鉴别出了沸腾起始点。分析了沸腾传热系数随干度的变化关系,结果表明在本实验工况下：当干度小于0.4时,起主导作用的传热机制为核态沸腾;而当干度大于0.4时,起主导作用的传热机制为强制对流沸腾

水和甲醇在硅基微通道中换热特性的实验研究

以水和甲醇为工质，在三角形硅基微通道热沉中进行了层流流动与换热的实验研究．基于实验结果，得出了摩擦常数及平均Nusselt数的实验关联式．并发现入口段效应对微流体的流动与换热的影响十分显著．在相近的工况下对采用这两种工质时的微通道壁温进行了比较，结果表明采用水为工质时壁温较低，其原因主要在于水的导热系数及比热均较高的缘故．并对这两种工质在微通道中流动与换热综合性能进行比较，结果发现采用水为工质时具有较好的综合性能

微尺度相变传热中的不稳定现象

实验发现了微通道在高热流密度下会发生一种长周期／大幅度液体／两相间歇流。它发生在贮液容器内的液体处于近乎饱和温度的条件下，表现出实验段压差，质量流速，通道进出口温度及壁温作有规律的长周期及大幅度脉动。通道内随时间发生液体和两相流的间歇流动。实验证实该类流动是由于通道内质量流速与入口温度间的负反馈效应引起的

微通道中临界热流密度的实验研究

对当量直径0．5mm，有效加热长度45．0mm的微通道进行了临界热流密度的实验研究，表明临界热流密度随工质质量流速和进口过冷度的增加而增加，基于实验数据给出了临界热流密度与weber数、进口过冷度的关联式，实验还发现微通道中的临界热流密度现象不同于常规通道，微通道中临界热流密度的产生是由于微通道的蒸汽阻塞，在达到临界热流密度之前，微通道的流动和传热主要是周期性的过冷流动沸腾，从微通道逸出的汽泡和进入微通道的液体反复交替冲刷微通道，一旦达到临界热流密度，微通道中的流动和传热主要是一个蒸汽周期性逸出的过程，一直持续到过热蒸汽的出现，直到最后整个微通道被过热蒸汽阻塞

微尺度相变传热的关键问题

由于航天、信息、生物等高技术的发展，微尺度热物理问题得到了广泛的重视．作为一种非常高效的能量转换方法，微尺度相变传热的研究远末成熟．本文对微尺度相变传热作了较为系统的综述，论述了控制微尺度相变传热的准则数，分析了沸腾起始点、流型、压降、传热系数、不稳定性、临界热流密度六大关键问题．建议从实验和理论两个方面对微尺度相变传热进行深入的研究，以进一步理解其机理，为微蒸发器的设计、制造及运行提供科学依据和指导

微型热驱动回路的脉动及位差对热性能的影响

以甲醇为工质，采用高速数据采集系统测定了微型热驱动回路在不同运行参数下的压力及温度脉动，其脉动周期及脉动幅度随蒸发段热流密度的增加而减小．实验发现，在蒸发段热流密度较低的情况下，蒸气管中是泡状流或弹状流交替存在，而在蒸发段热流密度较高时，蒸气管中为环状流．就位差对热性能的影响进行了详细的实验研究，并在冷凝器空气自然对流和强迫对流情况下，以加热块温度90℃为上限，得出微通道蒸发器和冷凝器在不同位差下的最大蒸发段热流密度．通过对实验现象的观察及分析，以期开发出适用于未来电子产品高功率需求的微型化电子冷却器