中文摘要：

微通道中流动冷凝相变换热过程在微热管、微燃料电池和微型空间飞行器热控系统等领域有着广阔的应用前景。项目组基于MEMS工艺研制了硅微通道冷凝换热芯片实验元件(常规和疏水表面)，利用显微高速摄影装置进行了可视化实验研究。着重研究了非稳态冷凝流型演变规律，探索了局部换热系数测量方法，揭示了流型演化、通道尺度、截面形状、表面特性对微尺度流动冷凝的影响机理，特别是就疏水表面的微尺度冷凝特性进行了研究；理论研究方面则建立了一套微流动冷凝压降和换热理论模型并进行了数值模拟，同时还开展了粗糙表面对珠状凝结和微流动影响的理论分析。研究发现喷射流是微冷凝过程中一种标志性特征流型，微通道能有效强化流动冷凝相变换热，通道表面的疏水改性更可使整个气液两相流区域内都可保持珠状凝结，沿程流型为珠状流、珠状-环状复合流、珠状-喷射复合流和珠状-弹状/泡状复合流，从而进一步强化了流动冷凝换热。本项目研究成果对于微尺度冷凝理论的发展和微型冷凝器件的研制具有重要的学术价值和工程应用前景。基于本项目研究成果，获得教育部自然科学一等奖1项，发表SCI论文7篇、EI论文11篇；授权发明专利1项，申请发明专利2项，培养研究生5名。