科技的快速发展工艺加工水平的提高和生产的实际需要开辟了微小尺度换热研宄的这新领域，推动了传统的换热设备向着更加高效体小质轻的方向发展。微小通道内两相沸腾高的热换系数使得冷却和加热更加迅速，因此已经被广泛地应用于微电子机械MEMS和MST与计算机CPU的冷却石油化工的催化反应航天机舱内热环境控制材料加工过程以及低温制冷和机车空调等对空间要求较为苛刻的行业领域。迄今为止人们对于微小通道的传热机理压降特性以及干涸士7，也现象等的认识还相当有限，许多有关的研宄尚处于起步阶段，并且对同类现象或相近问的实验结果及分析还没有统的认识，像大通道那样相对准确的沸腾换热关联式也没有建立起来，对工程设计和应用来说还没有形成真正意义上的指导作用，这使得微小通道内沸腾换热问成为近年来热物理学科的又研宄热点。 根据目前工程实际应用情况，般将当量直径大于3，的称为大管通道；在l3mm之间的称为小管通道；而lmm以下的称为微管通道。与传统设备相比，微小通道换热设备在相同的工况条件下具有更高的换热效率，比如微电子冷却，在质流量为7000kyh的情况下，在采用微小通道换热器的边长为3cm的方形面上所测得的传热量可高达200kW，这种传热效率的提高主要得益于微小尺度相对于大尺度通道有更高的换热系数和较大的面密度1；1小通道内的沸腾换热i.j单通道内沸腾换热研究腾流动特征作了对比，并将内径为3.1的管道沸腾流动实验数据与31此关联式作了对照结果明关联式与实验数据吻合较好厂仅在高干度枢稍微有所差别如和基金项目河南省自然科学基金项目，20615，0.教育部归国留学人员科研启动基金资助项目道内3沸腾换热实验数据作了整理，并将1.59内径管道的研宄结果也与关联式预测值作了比较发现当雷诺数心=5720时。者吻合较好；而办=2370时，关联式预测值稍低，因此有人怀疑该液相雷诺数处于过渡区，此时湍流单相换热关联式不大适用；对3工质进行研宄的还有贾3.，等人。实验选玟的测试管逍内径为2.吧。研究发现当吣1；流率0=5爪2热流密搜1从816说2变化时对换热系数！没吖任何影响；而付亍，从似30012热流密度从的实验中，和的变化都做感。明十以5沸腾和对流沸腾机1！付换热的重处。响。将久验数据与己的关联式对比后发观1和机关联式1的关联式扣付差均在20之内1；1联式的1均偏差值则为36. 在小圆管和矩形通道当量直径均为146，0内的流动分别做了实验分析，区分出了低过热度时对流沸腾主导区和高过热度时的核态沸腾主导区。这与，41和尺揠的发现是致的。 但就较大范围的热流密度而言，核态沸腾占据绝对优势。这被认为是+通1出现人的弹状流，1区域的结果；5.伙们也将实验数据同出关联式进行了比软发现具有相似的变化趋势，预测值均低于实验值。但对偏差大小没有进行分析。实验结果也明通道的几何形状对换热系数的影响甚微。 流密度的增加而，大。与质量流率和干度1的变化无关；但在过热度12.75，条件下结果正好相反。咖等人2的可视化实验支持了这发现。他们的实验流体是水。沸腾流动的矩环状狭缝内的流动进行了研宄，在较高的干度下，泡核的生成受刊抑制。其实验结果与等人，的，式相致。该关联式；核态沸腾换热条件下产生的。此外。，4以02作为研，象。对内径为1的不锈钢管道分，不同的热流密度和吣1流率下实验得出了与也1等人1扣1的结论。并且发现蒸长度0.9平管道内两相流动所作的研究当10.5时。热流密度对换热影响较大。此，核态沸腾起导作用0.5时。 质量流率对换热有显著影响，此时起支配性作用的换热机理是对流蒸发。而大通道换热中对流蒸发几乎完全处于主导优势。 也就是说库换热系数处质量流率存关胃实验压力为2013.吣1流率从50241.测试；分口温度从环垃温度变化到80，发现适用于大通道的邙；也，1关联式来预测实验结果时出现了较大误差。通过对大通道关联式进行修正使其与实验数据相吻合。 管径为两个实验所得到的换热系数较为接近。发现在较高热流密度下。壁温有相当大的波动。明了流动振动的存在。 它引起局部饱和温度和换热系数瞬时值发生改变。沸腾产生的汽泡扰动1被汰为圮影响换热的啦要闪素；2.但孙9等人根据水在管外及窄环隙内池沸腾流动的实验结果指出由于汽泡扰动所引起的紊流度，加而产生的对流换热强化效果相当有限，认为汽泡的*大作用主要是引起强烈的两相流动。形成良好的水循环。薄液膜区为加热面附近的过热液体迅速离开和汽化提供了可靠保证，而液体过冷使核态沸腾换热能力下降。 事实上。蒸干是微小通道相对于大通道换热*显著的特征之，由此引起了研宄人员对临界干度或临界热流密度，的极大关注。在小于某个临界值时换热系数随热流密度或干度的，加而提高，而在大于临界值时换热系数会急剧下降，进而使管壁过热。1这方面的研究相对较多。比如，1；人！；1. 等人，和等人对，12作小通道内沸腾换热的研宄。以及等人2对1343.的沸腾换热试验等等，毕励成等人4针对浸泡72液池中的两个小圆管内沸腾换热情况，用，摄像机拍摄了圆管出口处的沸腾像。得出了沸腾和换热系数曲线。根据实验结果指出，管径大小对换热系数有显著的影响换热系数和，随几何尺寸的减小而减小，内径为1.的圆管出口处在热流密度低时发生汽泡阻塞，并导致了剧烈的沸腾滞后现象。而在内径为1.55的管道内这种现象没有发现。产生这个结果的原因可能是小的通道内汽泡占据整个截面的可能性就越大，容易引起局部的蒸干。从而增加了流动阻九削弱了自然循环，造成换热系数和，的减小而孙淑等人通过对液鼠在及⑴⑴挟缝通道内沸腾流动实验研宄得出了与毕勤成等人不同的结论狭缝间隙尺寸越小。换热效果越好。弦月形通道与环缝通道相比。同样条件下，前者显了更好的换热性能。但没有对此做出进步解释。另外他们还发现。弦月形通道中的受迫流动换热系数是传统大内径光管的35倍。换热系数随质量流率和热流密度的，加而增加，后者的现更为明显，并对换热作了定性分析。拟合出了沸腾换热系数关联式，但对更高热流密度条件下的换热特性没有作进步的研宄。 1.2多通道沸腾换热的研究相对于单通道。多通道内沸腾换热的研宄较少。朋612等人对水和只以分别作组+朴度的六广多通逍内沸腾换热进行了实验研宄。得到了个有意义的发现首先。对于所有的多管道，整体平均换热系数随热流密度的增加而降低，这与单通道是完全相反的。因此有人怀疑多通道中发现的流动摆动和回流现象与换热效果的降低有关；其次对于多通道。两种流体沸腾流动的换热系数均大大高于相同试验条件下相应单通道的值。在多通道蒸发器内发生的流动摆动行为提高了换热系数。在更高的热流密度下，这个，幅将会下降；*后，也*值得提的是相同热流密度和质量流率下横截面为1的多通道整体沸腾换热系数远低于2，4多通道，这个问应该引起思考和关注产生这个结果的原因是什么，单个通道当量直径的减小对换热的提高来讲是否仍存在个度的问，如果有，这个界限是什么，对多通道内沸腾换热进行研宄的还有，等人128，所用工质为，084.测试部分由5个内径为0.75瞧的小管道组成通过9组实验数据结果提出了两相压降的关联式以及过冷沸腾及饱和沸腾的流动换热公式，这些关联式是无因次准则数5，1和1的函数，并对其适用范围做了限定。 2微通道内沸腾换热目前这方面的研对少，择131等人1付！ 124在270宽深的微通道内沸脾换热做丁久验研究。发0.65时。换热系数降低。并对此进行了推断1核态沸腾换热是主要的。但在更高干度时受到削弱；2多通道中更高的汽体百分比将导致流动摆动。换热系数随之发生改变。彭晓峰等3对水乙醇及其混合物在不同几何形状的微通道中沸腾换热做了研究。发现与大通道内的沸腾换热差别很大，而且不存在规则的核态沸腾。另夕，在当量直径为0.1到0.6，1之间的矩形和角形流动通道内没有发现任何汽泡行为的产生，他们称之为做了相似的实验，他们所用通道高度是3，高倍显微镜和高速摄像机结合运用，看到了小的汽泡离开成核点。 总之，微通道内的沸腾换热是个有待于进步研宄的领域观察汽泡和精确测量通过壁面热流密度的困难使得对其传热机理的理解也变得更加模糊。随着更准确数据的得出，相信在不久的将来我们会对此得到些更有价值的答案。 3流型研究换热系数的变化与流型转变是密不可分的，从流型的研宄着手可以更好地理解蒸干形成的原因或者说达到临界热流密度换热问研究和紧凑式换热设备设计的基础。通道内沸腾现象并弹状流塞状流的产生以及局部蒸干条件等都对它的认识起着重要作用。微小通道两相流动的可视化实验需要更高速摄像机来完成，尽管如此，在流速较高时，泡核行为仍不易跟踪观察，所以目前的实验都是在低质量流率条件下进行的。 早期的研宄人员对于小当量直径通道内的汽液两相流流型进，丁大的实验研究；1.等人33对冷种流型洽1个具有代性的综述。区分出了泡状流打弹状流或塞状流以及环状流1血流型，并用己有的流型模式对流型间的转变做付比。31.哲秘。1；人14做1更1尽的1！入勺综述3.251.1的两个矩形通道中的流动做了分析，他们证实了上述种流型并发现了换热系数对流型的依赖性联系在孤；汽汹收13，区。！7.叫了较低度时核态沸腾的显著性影响；当汽泡占据泡态受限区通道的整个截面即较高干度条件下时。3对，的响减弱。对流付环状弹状流区泡1以及泡汽啊，间扣互作作出厂怠义的发现汽弹与壁面之间被层平均厚0.67的液膜隔离，在这个液膜内发现了成核现象。与汽泡在液体流动中的膨胀相比。在液弹！内呈平坦状且覆盖了个更大的壁面面积。泡下面态沸腾行为在环状流流动条件下同样发生；1；等人35研究了多通道蒸发器内水的蒸发问，该蒸发器由2126个当量直为。13129爪爪的池道化成。他扪发现这4重逍中流型的周期性变化行为从单相流到环状流流动的过渡中伴随着多次蒸干的发生然而蒸干并没有引起壁温的急剧增加，这就清楚地明壁面上仍残留有摄像机没有观察到的蒸发液膜。而这层薄膜的存在与否及厚度对换热效果的影响是显著的换热从机理的层面进行了剖析。比如烧结区紧贴壁面液膜层区域的扩大或缩小壁面的再润湿以及蒸汽中液滴的沉降效应等。 4结束语1流型的研究虽然取得了定的进展但研究结果的差异得到的共同规律性以及不同于大通道的流型转变等问需要有流型的可视化研究进步得以确定，从而在生产实践中能够更好地控制沸腾换热或者冷凝换热的流态。达到*佳的换热效果。这就需要借助更先进的观测手段，使流型的研宄进步得到深化。特别是在较高质量流率以及微尺度换热条件下的研宄。 2目前的研宄过于分散。所研宄的工质温度压力热流密度。质量流率及干度等参数的范围甚至观测方法都不样。得出的结论有所差别甚至相博，难以对生产及科研形成指导作用。 为此有必要对前人的成果进步证实并对某个或某类问进行全面的研究以得到更具般性的结论。 3用适用于大通道换热的关联式去预测小通道的换热系数在定的条件下也许仍是可行的，而般情况下微小通道的换热及压降规律等都与大通道不同。但可以从有关大通道关联不同而在对某试验结果进行预测时往往差距很大，偶尔有限存在较大误差。因此。对有关实验进步精确的研宄准确的模拟仍需开展。 4换热系数的提高受到0等条件的限制，这就需要对，的发生位置进行深入研宄，确保设备在安全。高效地运行；同时通过对流型的进步认识，通过变径通道或者用其它高科技手段阻止烧结的形成以保持高效换热是个值得研宄的课5多通道嫩小尺度换热及压降问是换热研宄的*高层次。这个领域的研宄与紧凑式换热设备的开发直接相联系。更具有实用价值目前有限的研宄明多通道内流动及换热与大内径通道或单通道之间存在着较大差异。对这个问以及多通道压降分布等机理的认识需要进步深入。 2林瑞泰。沸腾传热。北京科学出版社，1988. 3孙中宁，阎昌琪，杜泽。光管及窄环隙流动池沸腾换热实验研究4毕勤成赵天寿，郭亚军，等。72在浸泡于液池中的微小圆管内的沸腾传热。工程热物理学报，2003 5孙淑风吴裕运。液氮在狭缝通道内受迫流动沸腾换热的实验研