微液膜蒸发模型作为一种受到广泛认可的核态沸腾传热模型,一直是沸腾传热研究的前沿问题。针对微液膜的机理研究将极大促进对沸腾传热的深入理解,为高性能沸腾传热面的开发提供理论指导,无论是对于基础研究还是应用研究都将大有裨益。但由于实验测定能力的限制,目前对微液膜形成机理的报道很少,在微液膜蒸发特性方面,由微液膜蒸发而产生的气泡生长、干涸区域的扩张尤其是微液膜蒸发对气泡贡献的定量描述等传热特性的研究也极为有限;且由于缺乏临界热流密度现象的可视化研究,CHF点的沸腾构造也存在很大争议。本文以微液膜形成、蒸发特性以及CHF现象的可视化观测为研究目标,主要工作包括以下三部分:首先,本文设计搭建了二维可视化的激光干涉测量系统,以水和乙醇为测试液体,采用镀有ITO膜的透明玻璃作为传热面,在核态沸腾区域沿沸腾曲线逐渐提高热流密度开展了激光干涉实验,采用两台高速摄像同步观测了单个气泡周期内微液膜所产生的干涉条纹(牛顿环)和气泡生长的动态变化。首次测得了水在整个核态沸腾区域(ONB~CHF)的初始微液膜结构:半径相对较小的领域,微液膜厚度基本呈线性分布特性;在微液膜外缘附近具有波峰状的厚度分布。继而进一步分析了微液膜形成特性与气泡动态变化的关系。其次,本文整理对比了乙醇和水在核态沸腾过程中,单一气泡周期内气泡、微液膜和干涸区域半径的变化特性。根据微液膜的二维结构,计算得到了微液膜体积随时间的变化,得到了最终的微液膜蒸发量。结合气泡体积的变化,进一步计算了微液膜蒸发对气泡成长的贡献:对于乙醇贡献比例约为39%,对于水约为14-44%。最后,以临近热流密度现象机理为研究目标,在高热流密度区间逐渐提升热流密度直到CHF点,采用激光干涉法以更高的解析度和采样频率,更微观地分析热流密度逐渐靠近CHF的过程中存在于单个气泡底部的微液膜蒸发与干涸区域的变化,以及干涸区域的出现、合并现象与CHF产生的关系。首次观察到了CHF点气泡底部微液膜的存在,实验验证了临界热流密度条件下微液膜模型的合理性。