1、沸騰和凝結廣泛用于工程中換熱設備，如熱泵、冷凝器、水冷核反應堆等，強化沸騰和凝結傳熱有利于提高設備的換熱效率和使用壽命，增加沸騰和凝結表面的傳熱面積是一種非常有效的方法。近年來，納米結構的出現極大地增加了表面的比表面積，因此，本課題重點研究了納米結構表面對于沸騰和凝結傳熱性能的強化作用。在流動沸騰方面，利用MEMS工藝制作了集成加熱線和溫度測量電阻的硅微米通道，在微通道底面通過溶液刻蝕的方法制成納米線陣列，搭建了基于微通道的沸騰傳熱性能

2、和流型表征的實驗臺，并利用該實驗臺表征了過冷度為64℃和34℃，質量流密度在119 kg/m2s到571 kg/m2s條件下，納米線修飾微通道的流動沸騰換熱系數，同時利用高速攝像技術表征了該通道內的流型變化。
　　本研究主要內容包括：⑴在質量流密度高于238 kg/m2s條件下，納米結構能提高硅微通道的總體傳熱系數，但在119kg/m2s條件下，納米結構反而使得硅微通道的總體傳熱系數有所降低。⑵納米結構隨著長度的增加會出現“倒伏”

3、現象，形成不同尺度的坑洞，有利于汽泡成核，使得沸騰開始點(ONB)發(fā)生在更小的熱流密度或壁面過熱度。⑶在高速攝像儀的觀察下，將微通道中沸騰發(fā)生后的二相流流型進行周期性的分析并分為三個階段，即汽泡產生階段、汽泡填充階段以及上游汽泡涌現的階段，納米結構的存在改變了通道內彈狀流所占有的時間比例，從而揭示了在納米結構在不同質量流密度條件下，對微通道總體換熱性能的不同作用。⑷納米結構能有效地延遲二相流不穩(wěn)定性的起始點(OFI)，同時抑制微通道壁面

4、溫度和出入口壓力差的波動幅值。在珠狀凝結方面，在銅表面通過兩步法生長納米線陣列結構，并經過自組裝單分子的疏水涂層處理，獲得超疏水表面，搭建了基于水平方向和豎直方向凝結面的傳熱性能測量實驗臺，并利用該實驗臺表征了在過冷度為0—60 K和壓力為60 kPa條件下納米結構表面的凝結傳熱系數。
　　本研究表明：①在逐漸從過冷度△T=0 K增加過冷度條件下，納米結構表面經疏水涂層可形成穩(wěn)定的珠狀凝結，凝結換熱系數也得到提升。但進一步增加壁面

5、過冷度，納米結構表面的凝結換熱系數較平表面的增加的幅度有所減小，并逐漸趨于平緩。②在低的壁面過冷度下（△T＜～10 K），納米線修飾表面具有超疏水性，液滴形成后呈現出Cassie狀態(tài)，隨著液滴直徑的逐漸增大，出現和相鄰液滴合并后“飛離”凝結面的現象;在中等過冷度條件下(～10 K＜△T＜～15 K)，納米線修飾表面的接觸角減小，Wenzel狀態(tài)（或部分Wenzel狀態(tài)）的液滴出現并成主導的模式，液滴的脫離主要依靠重力進行自上而下的掃掠;