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申请/专利权人：燕山大学

摘要：本发明涉及一种强化沸腾传热的非均匀润湿性微通道结构及其制备方法，属于沸腾传热领域。微通道结构包括用于沸腾传热的基板、分布在基板上的多尺度微通道和多尺度微通道表面制备的非均匀润湿涂层。多尺度微通道表面设置有多个微通道，每个微通道内部均具有多条微沟槽，多条微沟槽包括位于中间的第一沟槽以及位于两侧的第二沟槽，从而形成多尺度微通道结构；非均匀润湿涂层包括疏液涂层、亲液涂层和超亲液涂层，三种涂层呈梯度变化的形式排列，使流体从疏水区域流向亲水区域，分布在基板上的多尺度微通道由于毛细作用可以给基板带来自吸水能力，非均匀润湿涂层可以显著增强微通道表面的吸水能力，同时在流体工质中引起涡流，增强表面的沸腾传热性能。

主权项：1.一种强化沸腾传热的非均匀润湿性微通道结构，其特征在于：其包括用于沸腾传热的基板、分布在基板上的多尺度微通道和多尺度微通道表面制备的非均匀润湿涂层；所述多尺度微通道表面设置有多个微通道，每个微通道内部均具有多条微沟槽，多条微沟槽包括位于中间的第一沟槽以及位于两侧的第二沟槽，从而形成多尺度微通道表面；所述非均匀润湿涂层包括疏液涂层、亲液涂层和超亲液涂层，疏液涂层表面与液态水的接触角为90°-150°，亲液涂层表面与液态水的接触角为20°-80°，超亲液涂层表面与液态水的接触角为0°-10°；非均匀润湿涂层的三种涂层按照疏液涂层-亲液涂层-超亲液涂层-亲液涂层-疏液涂层的梯度方式排列；当液滴静态地附着在固体表面上时，液滴的相界面处的三相界面张力彼此平衡，三相界面之间的关系用杨氏方程表示：Y1+Y2+Y3＝0式中，Y1表示固液界面张力，Y2表示固气界面张力，Y3表示液气界面张力；当液滴两侧固体表面接触角具有差异时，液滴两侧受到的界面张力同样具有差异，液滴两侧的界面张力差会导致液滴自发地向更为亲水的表面运动；界面张力与固液接触角之间的关系为：γ＝2σcosθr式中，γ表示固液界面张力，σ表示表面张力系数，r表示液体表面的曲率半径，θ表示固液接触角；流体自发流动过程中，满足下式：ΔPten+ΔPg+ΔPf＝0式中，ΔPten为界面张力压降，ΔPg为静水压，ΔPf为阻力压降；ΔPten＝2σcosθRp式中，Rp表示特征直径。

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