微通道中流动冷凝流型和换热机理的基础研究

微通道中流动冷凝相变换热过程在微热管、芯片实验室、微燃料电池和微纳型空间飞行器热控系统等领域有着广泛的应用前景，研究流动冷凝对于发展微尺度相变基础理论具有着重要的科学意义。本项目将通过微加工工艺研制不同直径、不同截面和不同表面特性，并一体化集成有温度、压力传感器的微通道换热芯片实验元件；利用显微高速摄像装置，开展微通道内流动冷凝可视化实验研究和数值模拟。着重研究非稳态流型出现的条件和特征以及演变规律，探索局部换热系数的测量方法，研究流型演化对换热特性的影响；研究直径、截面形状、表面特性对于流动冷凝特性的影响；建立流动冷凝压力降和换热的理论模型，对流动冷凝过程进行数值模拟；研究微尺度冷凝换热器冷凝通道的优化设计。本项目将从本质上揭示微通道中流动冷凝相变换热的机理，对于微系统中冷凝理论的发展和微型冷凝换热器的研制具有重要的学术价值和工程应用前景。