表面微织构

传热系数近2.2倍

一种由纳秒激光刻蚀制备的表面微织构，可同步提升沸腾传热效率并延缓结冰时间，适用于高低温交变环境下的蒸发器表面处理。

陈志 · Lexing, Deng · Hao, Xue · Zefeng, Yang · 张国军 · 韩奉林

International Journal of Thermal Sciences 2026

参数信息

沸腾传热系数

2.06 W/(cm²·K)

沸腾传热系数

1.90 W/(cm²·K)

结冰时间

294 s

结冰时间延长量

15-196 s

表面传热系数扩展不确定度

8.5 %

结冰时间相对误差

4.6-8.2 %

沸腾仿真模型最大相对误差

11.7 %

技术优势

传热系数翻倍

与无织构表面相比，微织构表面使沸腾传热系数达到1.77-2.06 W/(cm²·K)，最高约为无织构表面的2.2倍。

结冰时间大幅推迟

仿真结果表明，微织构表面可将结冰时间延长15-196 s，其中圆形凹坑（d=600 μm）延长最多，达到294 s。

仿真与实验吻合

结冰时间仿真与实验值的相对误差仅为4.6-8.2%，表明模型可用于指导表面设计。

实验可靠性有保证

表面传热系数测量的最大扩展不确定度为8.5%，支持结果的有效性。

应用场景

• 航空热交换器：用于飞机外表面换热器，同时强化散热并防止高空低温结冰。
• 卫星热控系统：用于卫星两相热控系统蒸发器，提高散热能力并缓解低温启动结冰风险。
• 船用制冷系统：用于船用制冷系统蒸发器，强化沸腾传热并防止蒸发器表面结霜。
• 两相冷却：用于两相冷却系统，提升沸腾传热系数并延长结冰时间，适应高低温交变工况。