中文摘要：

利用硅微机械制造、封装工艺获取壁面集成微加热元件、微传感元件的各型实验微流路器件；搭建可满足多种工质、广泛实验工况的微流体相变、两相流动与换热实验台；以高速、显微可视化手段研究水力直径小至5μm的微流路内微气泡形成机理、微气泡热力学与动力学特性，建立微气泡可控生成模型；完成水力直径为5～400μm间硅制微管道、微－纳过渡管道内微流体的流动凝结与流动沸腾换热实验，总结适用范围宽广的无量纲关联式；采用

结论摘要：

利用MEMS技术设计加工了壁面集成微加热器、微传感器等功能元件的微流路器件。搭建了MEMS器件中微流体相变、两相流动与换热研究专用实验系统，该系统可满足多种工质、广泛实验工况的要求。以显微可视化、高速摄影等手段完成不同水力直径的微流路内微气泡控制生成过程实验，讨论分析了微小有限空间内气泡生长的影响因素；针对微气泡生成过程的不同阶段建立3维理论模型，采用Level set method追踪气泡界面，获得微气泡的3维形状。完成水力直径在50-400μm范围的硅制微流路内微流体流动凝结与流动沸腾换热实验，总结换热特性实验关联式；根据微流体相变换热过程的不同流型，建立3维多场理论模型并进行数值模拟，探索微流体相变换热过程的物理机制。采用疏水处理获得强化凝结换热的微流路系统，设计出了仿蜂巢结构分形微通道网络。本项目研究内容的实施，对于揭示微流体相变机理，探索微尺度相变换热强化机制，充实工程热物理领域基础研究，促进交叉学科知识的融合等方面具有重要意义。本项目研究成果可用于新型微流体功能器件、新型MEMS微流体系统等的设计、加工与应用，加速微流体技术及相关产业的发展。