Ziliang Rui , Haolong Li , Jie Ma , Jin Yao Ho , Hao Peng , Chen Xu , Lei Chen
本文在先前设计的特斯拉阀微通道上应用了两种不同的表面处理方法：镀镍表面和喷砂多孔表面，旨在进一步提高这种新型微通道的流动沸腾性能。通过综合实验研究和参数分析，探讨了表面改性对微通道热工水力性能的影响。实验结果表明，镀镍通道的光滑表面特性有利于气泡分离和流体流动，促进对流沸腾传热，降低两相流阻力，而不影响新型特斯拉阀设计的蒸汽分割和分流效果。最大传热系数提高了63%，最大压降降低了27%。对于喷砂表面，与原始表面相比，粗糙和多孔的空腔表面特征提供了大量额外的成核位点，显著增强了核态沸腾传热。新型特斯拉阀结构的蒸汽分割效果显著减弱，但蒸汽分流效果仍然有效。观察到喷砂微通道中存在独特的膜流流型，在高热通量下具有周期性破碎和切向振荡。与具有相混合的搅拌流相比，这种流型提高了对流沸腾传热性能，降低了压降。因此，最大传热系数提高了99%，最大压降降低了17%。通过时间压降测量来评估表面的流动沸腾稳定性，发现喷砂表面因其固有的流型而引起较大的压降振荡，而镀镍表面显示出可忽略的压降振荡。因此，基于性能因素分析，镀镍和喷砂表面都有利于提高热工水力性能，提高率分别为87%和109%。
Rui, Z., Li, H., Ma, J., Ho, J. Y., Peng, H., Xu, C., & Chen, L. (2026). Experimental research and performance analysis on the surface modification based two-phase flow boiling enhancement of novel microchannel thermal management system. International Journal of Heat and Mass Transfer, 265, 128838.
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