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矩形微槽道相变传热与流阻研究的任务书
任务书
1.研究背景
相变传热技术是一种高效、可靠的传热方式。相变物质在相变时吸收或释放大量的潜热，可利用相变传热技术实现热量的稳定传递。微尺度相变传热技术具有传热效率高、体积小、响应速度快等优点，因而广受关注。矩形微槽道结构是一种微通道结构，具有流动阻力低、亲水性能好、质量产量大等特点，在微尺度相变传热中有广泛应用。然而，矩形微槽道相变传热机理及流动阻力机理尚未得到充分的研究。因此，深入研究矩形微槽道的相变传热与流阻特性具有现实意义和重要的理论价值。
2.研究目标
本研究的主要目标是深入研究矩形微槽道的相变传热与流阻特性，探究相变传热特性与微槽道结构、工况参数等因素的关系，建立相应的数值模型，为微尺度相变传热技术的应用提供理论支持。
3.研究内容
本研究将采用数值模拟和实验相结合的方法，深入研究矩形微槽道的相变传热与流阻特性。具体工作内容如下：
(1)研究不同工况下矩形微槽道的相变传热特性，探究相变传热特性与微槽道结构、工况参数等因素的关系。
(2)研究矩形微槽道的流阻特性，探究流阻特性与微槽道结构、工况参数等因素的关系。
(3)利用数值模拟方法建立矩形微槽道相变传热的数值模型，验证实验结果的可靠性，为进一步研究提供基础。
(4)研究不同工况下的矩形微槽道相变传热加热幅度和传热系数之间的关系，以及流阻和加热产生的温度场分布。
(5)开展矩形微槽道相变传热器的设计和制作，验证数值模拟和实验结果的适用性，并进一步探究微槽道尺寸的优化。
4.研究方法
本研究采用数值模拟和实验的方法相结合来研究矩形微槽道的相变传热与流阻特性。
(1)数值模拟。采用CFD软件建立数值模型进行相变传热和流阻计算。
(2)实验探究。采用实验方法，将样品放置在恒定温度下进行相变传热和流阻实验。通过测定样品温度分布、传热系数和阻力系数，以及流速、压降等参数，得到矩形微槽道的相变传热与流阻特性。
5.预期成果
本研究的预期成果包括：
(1)深入研究矩形微槽道的相变传热特性与流阻特性，建立相应的理论模型。
(2)发现矩形微槽道相变传热特性和流阻特性与微槽道结构、工况参数等因素的关系。
(3)通过理论计算和实验验证，得到矩形微槽道相变传热的数值模型和实验数据，为微尺度相变传热技术的应用提供理论支持。
(4)基于研究成果，设计和制作矩形微槽道相变传热器，并验证数值模拟和实验结果的适用性，并进一步探究微槽道尺寸的优化。
(5)发表若干篇学术论文，获得相关专利和科研成果。
6.参考文献
[1]UrbassekHM.PhaseChangeandMicrofluidics[M].SpringerBerlinHeidelberg,2012.
[2]李书光.微通道矩束相变传热研究[D].清华大学,2014.
[3]XieTao.ThermodynamicAnalysisofPhaseChangeHeatTransferinMicrochannelswithDifferentSurfaceRoughness[D].Xi'anJiaotongUniversity,2018.
[4]陈海良.微通道内吸附蒸发相变传热强化和实验研究[D].浙江大学,2011.
[5]JiangY，ZhangM，NiuJ.NumericalInvestigationontheTwo-PhaseFlowandHeatTransferinaRectangularMicrochannelwithGasEvolution[C]//5thInternationalConferenceonEnergyandEnvironmentResearch(ICEER2018).AtlantisPress,2019:75-80.