中文摘要：

研究内容（1）运用微电子制造和测量技术，对亚微米芯片通道内凝结流动过程中的流型演变、热力特性及非稳定振荡进行深入细致的可视化实验研究；（2）利用VOF界面跟踪法，对亚微米芯片通道内非稳定凝结相变特性进行数值模拟；（3）通过实验研究和数值模拟，确定不同流动和凝结负荷条件下的流型演变规律，及其对整体凝结换热系数的影响；（4）确定由稳定凝结向非稳定凝结转变的物理机制，并提出判别依据；（5）研究不同非稳定凝结模式产生的条件，以及相应的温度、压力、流量的振荡规律,并分析非稳定振荡对整体凝结换热系数的影响；（6）研究通道形状、大小、表面粗糙度、表面亲水性能对凝结流型演变、热力参数变化及非稳定振荡的影响。研究意义（1）将现有毫微米通道内凝结换热的宏观稳态特性研究推进至亚微米通道内的局部非稳态特性研究，具有重要的科学意义；（2）研究成果对具有广泛高科技应用前景的芯片热管的开发和设计具有重要指导意义。

结论摘要：

芯片微通道凝结流动与换热研究对芯片凝汽器、芯片热管、芯片燃料电池等开发具有重要意义。本项目借助先进的微电子制造工艺和高速显微可视化技术，对水力直径小于200um的芯片微通道中的凝结流型演变规律、非稳定振荡、阻力和换热特性等进行了全面系统的实验和理论研究，研究发现1.芯片微通道中的蒸汽凝结会经历珠状?环状?喷射状?塞泡状流动的演变过程；2.喷射流为芯片微通道中的独特凝结流动模式，其出现与微通道尺寸的减小和表面张力作用的增大有关；3.在喷射流上下游处，壁温会出现反相波动；4.喷射流发生位置和发生频率与蒸汽流率、冷凝速率、水力直径有关，根据实验提出了芯片微通道中喷射流位置的无量纲准则关联式，该式可用于芯片微通道中环状流区和塞泡状流区的范围界定；5.相同条件下，芯片微通道凝结流动两相摩阻系数随Re数和水力直径的增加而减小，随Co数的增加而增加,建立了芯片微通道凝结阻力准则关联式；6.相同条件下，芯片微通道凝结换热Nu数随Re数、Co数、水力直径的增加而增加，提出了芯片微通道凝结换热准则关联式。本项研究成果对揭示亚微米通道中独特的凝结相变流动规律，丰富和完善传统的流体相变理论具有重要科学意义。