硅基微型腔槽内局部超高热流下气泡生长特性研究

研究了电子冷却液HFE-7100在底部带微柱阵列结构的硅基腔槽微通道内局部稳定超高热流下的沸腾气泡核化和超快速生长现象。利用高速相机和红外热像仪对气泡成核临界热流条件和生长过程进行了观测分析,并确定了质量流率和微柱疏密差异等对气泡成核生长的影响规律。研究发现,局部加热条件下气泡成核所需热流密度高达1965~3886 W/cm^(2),整个气泡生长过程发生在200μs以内。超高热流下气泡生长主要经历高速线性膨胀和平缓收缩坍塌两个阶段,气泡前期生长速率可达约20 m/s。与光滑表面相比,微柱阵列结构表面能够有效降低气泡成核的壁面过热度和热流密度。