润湿性对微纳复合结构表面池沸腾换热的影响 Effects of Wettability on Pool Boiling Heat Transfer of Micro/Nano-Composite Surface

为揭示润湿性对微纳复合结构表面池沸腾传热的影响，采用电刷镀工艺和表面改性技术在紫铜表面制备了接触角分别为6.5°和148.6°的超亲水性和超疏水性微纳复合结构，通过实验对比研究了不同表面的饱和池沸腾传热特性，结果表明：（1）超亲水性和超疏水性微纳复合结构的最大换热系数较光表面分别提高了3倍和1.5倍；（2）在q < 580 kW·m-2的低热流密度区，超疏水性微纳复合结构的换热系数最大；当q > 580 kW·m-2时，超亲水性微纳复合结构的传热性能开始优于超疏水性微纳复合结构；（3）超亲水性微纳复合结构表面的临界热流密度较光表面和超疏水性微纳复合结构分别提高了110%与60%；微纳复合结构显著增加了受热表面的气泡核化密度，而亲水性微纳复合结构的毛细吸液能力要显著强于疏水性微纳复合结构，是临界热流密度增大的主要机理。