微细通道具有体积小、换热效率高、工质需求量少的优点,在解决小尺寸、大热通量的散热问题上具有广阔的应用前景。为获得传热性能更好的微细通道换热设备,将电场与声场两种主动强化传热技术引入到微细通道中,研究单一物理场和混合物理场协同作用下微细通道内R141b流动沸腾传热与压降特性,主要研究内容如下:(1)实验研究单独电场、声场作用下微细通道内R141b流动沸腾传热特性。发现在电场作用下传热系数随着电压的增大而增大,电压为800V时的传热系数提高57%;在声场作用下的传热系数与声场布置方式有关,布置出口超声波、进口超声波以及进出口超声波的强化传热效果依次增强,进出口同时施加超声波时的传热系数提高75%。(2)实验研究电场与声场协同作用下微细通道内R141b流动沸腾传热特性。对电压与声场频率协同、电压与声场功率协同以及电压与声场进出口协同三种情况进行了讨论。研究发现电场与声场协同作用下的强化传热效果显著增强,电场与声场协同作用的强化因子最大可以达到2.24。(3)利用COMSOL软件模拟通道内气泡周围电场与声场的分布情况,结合高速摄像仪发现,在电场与声场协同作用下,通道内的气泡数量有所增多,声场产生的微型气泡逐步成长为小气泡后被压迫在换热壁面上抖动,对于受限气泡也有类似的运动规律,气泡行为变化促使固有弯月面区向薄液膜区转变,提升了微细通道沸腾传热能力。(4)实验研究单独电场、单独声场和电场与声场协同作用下的流动沸腾压降特性。结果表明,在电场与声场协同作用下的总压降增大了15.8%,单位长度两相摩擦压降会随着电场强度与声场强度的增大有所增大,协同作用下的两相压降大于单一物理场的两相压降。此外,电场与声场的作用使得通道内的气泡运动更加复杂剧烈,加剧了通道内的不稳定性。