液滴定向输运是自然界与人们日常生活中一种常见的现象,其广泛地应用于工业生产的众多领域:如微流体控制、液体节能传输、生物医药诊断、干旱地区水收集、沸腾传热及减阻等。尽管常温表面液滴的定向输运已经取了了较大的进展,但液滴在高温表面因为复杂的相变过程使得其定向运输极为困难。本文通过设计斜脊阵列结构和斜孔阵列结构实现了高温表面液滴的高速定向输运。论文取得如下研究成果:(1)采用线切割精加工技术在不锈钢基底上制备了微米级斜脊阵列结构。然后实验研究了近似静态释放的液滴在温度为300~480℃的高温斜脊阵列结构表面的运动特性,发现液滴呈现出与斜脊倾斜方向相反的单向自推进运动现象。进一步地研究了样品表面温度、脊倾角以及脊高度对高温斜脊阵列结构表面液滴定向输运速度的影响。实验结果显示,同一样品表面,处于膜态沸腾模式下的液滴定向输运速度随着温度的升高而减小;在相同温度条件下,液滴在脊倾角为30°的样品表面输运速度最快,最大水平速度约为46 cm/s,当脊倾角增大时,液滴定向输运最大水平速度变小;当脊高度增大时,液滴定向输运最大水平速度不变。最后建立了液滴定向输运模型,通过理论分析得到了液滴定向输运初始瞬间加速度的计算公式,并解释了各参数与初始瞬间加速度以及最大水平速度之间的关系。(2)采用激光刻蚀技术在纯铝表面加工制备了微米级斜孔阵列结构。开展了温度为280~450℃的高温斜孔阵列结构表面液滴运动实验,实验中近似静态释放的液滴呈现出与斜孔倾斜方向相同的单向自推进运动现象,而以一定初速度碰撞在样品表面的液滴表现为与斜孔倾斜方向相同的单向弹跳运动现象。进一步地研究了样品表面温度、孔倾角以及韦伯数对斜孔阵列结构表面液滴定向输运速度的影响。实验发现,当样品表面温度升高时,液滴定向输运速度先增大后减小;当温度不变时,液滴定向输运速度随孔倾角的增大而增大;除此之外,低韦伯数范围内适当增大韦伯数可大幅提升液滴定向输运速度。本文研究对高温液滴定向运动表面的设计具有一定的指导意义。