文献综述
沸腾传热是指热量从壁面传给液体，使液体沸腾的对流传热过程。由于沸腾传热具有很好的传热性能，因此在工业生产中得到了广泛的应用。
沸腾传热与表面的微细结构形貌及润湿性紧密相关，加热表面的结构会改变换热面积和表面毛细性能，从而影响气泡成核密度、气泡数、气泡直径等，还与汽液流动阻力息息相关，从而间接影响沸腾起始点的壁面过热度、沸腾不稳定性及临界热流密度(CHF)[1] 因此，改善沸腾传热的表面结构进而强化沸腾传热已经引起了国内外众多学者的兴趣。由于池沸腾能够很好地体现沸腾结构表面对沸腾传热的影响，因此许多学者都采用池沸腾来研究沸腾传热。池沸腾是指高于饱和温度的热壁面沉浸在具有自由表面的液体中所进行的沸腾。产生的气泡能够自由浮升，穿过液体自由表面进入容器空间。
改变加热表面的表面结构有很多种方式，如机械加工表面、粉末烧结表面等。
机械加工表面是指用机械加工的方式在加热表面上制作出不同形状的结构表面，如各种形状的翅片结构。Wei和Honda等[2]研究了六种微pin-fin结构表面在不同液体过冷度下的池沸腾，结果显示这种结构表面能够显著强化核态沸腾传热，提高CHF，降低壁面过热度。Xue等[3]以FC-72为工质，在微重力下对具有微米级针状翅片的表面进行了沸腾换热实验。实验结果表明，与光表面相比，针状翅片由于毛细力作用使加热表面的液体补充充足，在高热流密度时显著增强了换热，且明显地降低了壁面过热度。因此微米级针状翅片在高效电子元件器件具有很好的应用前景，可以有效地减轻冷却系统的重量，节约空间。
粉末烧结表面是利用金属粉颗粒通过烧结的方式在加热表面形成多孔结构，多孔结构的孔隙直径可大可小，较小的孔隙结构能够提供较大的毛细吸力，在沸腾换热过程中可及时进行液体的补充，较大的孔隙结构有利于蒸汽的溢出，避免在加热壁面形成气膜阻碍对流换热。Hwang和Kaviany[4]通过使用不同粒径的铜粉(40~80um)烧结的均匀多孔表面进行了沸腾换热实验，研究了颗粒直径、烧结松散度、烧结层厚度等对沸腾换热的影响，结果表明，相比于光表面，烧结多孔表面沸腾换热均明显增强，烧结层厚度在3~5个粒径的CHF会提高1.8倍。均匀多孔表面可以明显提高沸腾换热性能，但由于其孔隙尺度单一，很难从根本上解决蒸汽的溢出和液体的吸入对孔隙直径要求不同的矛盾。因此，为进一步强化沸腾传热，许多学者通过各种方式制备了不同结构的多尺度表面，以从根本上解决沸腾传热过程中这一热力学非平衡性问题。目前制备多尺度表面的方法主要有开槽、大孔与小孔配合。
Wu等[5]对多孔表面进行了开槽实验研究，如图(a)所示，蒸汽从槽道中逸出，液体被表面多孔区吸入。与均匀多孔表面相比，开槽表面改变了汽液两相区的逆流流动结构，从而增强了换热性能，提高了临界热流密度。Zhao 和 Chen[6]采用粒径为 50mu;m的铜粉颗粒烧结出沟槽多孔表面，如图(b)所示，表面的有效孔径为 13mu;m，槽间距为500mu;m。表面小孔所提供的毛细吸力促进了液体的吸入，同时许多沟槽的存在使蒸汽溢出阻力明显减小，进而显著增强了沸腾换热能力。
Semenic和Catton[7]对两种类型的双尺度结构表面进行了研究。下图为所研究的第一类双尺度表面的扫描电子显微镜图，从图中可看到铜颗粒间存在小孔，而集群间存在大孔。与单孔结构表面相比，双孔结构具有更高的CHF。
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