微通道换热器作为一种传热效率较高的小型换热设备,被广泛应用于制冷系统、电力电气、航空航天工业、余热回收、燃料电池等方面。本文通过制作微纳米结构表面,搭建适用所制作微纳米结构表面的微通道实验台及可视化实验台,对微纳米结构表面对微通道内的流动影响进行了实验研究。以激光脉冲加工,阳极氧化法和等离子处理的方法制备了多种不同结构的微纳米表面。通过激光加工的铜、铝和硅的不同间距的线形微槽表面,另外在铜表面还加工了不同间距的方格形微槽表面。微槽深度较小时,对表面粗糙度和接触角影响不明显。当微槽深度加深后,微槽会增大表面的粗糙度;在润湿性方面还表现出各向异性。方格形微槽始终会增大铜表面的接触角,并增大表面粗糙度。通过阳极氧化法制作了多孔型氧化铝膜,其表面接触角较铝板相比更小,通过等离子活化表面,其表面润湿性显著提升;对其等离子喷度处理后,表面超疏水。搭建了微通道流动实验台,研究了微纳米结构表面对微通道内流动的影响。设计并加工了可加入制备微纳米结构基底的微通道模块;制作了水力直径为30μm的半圆形微通道,以及水力直径分别为282μm和656μm的矩形微通道;通过激光加工制作了铜制微槽结构基底;测量了实验所用微通道基底的粗糙度与接触角。通过不同微通道和不同微槽基底的实验发现:对于相同截面的微通道而言,即使粗糙度相同,微槽结构基底的流动阻力较光滑基底更大;且具有相同粗糙度的不同微槽基底,其微槽间距越小压差越大。而阳极氧化铝膜基底的微通道流动阻力比铜基底的微通道更小。对于相同基底的矩形微通道而言,水力直径较小的微通道,相同雷诺数下其流动阻力更大。设计并加工了铜制可视化微通道,搭建了可视化实验台对微通道内的流动情况进行研究;通过高速相机观察液柱在微通道内的流动,得到了不同流速下微通道内液柱的动态接触角与流动情况。在流速增大时,后退角会逐渐减小;随着流速增大到一定值后,在后退弯月面后侧可以观察到滞留形成的液膜,且随着流速增大,液膜长度会逐渐增加,直至液膜形成的速度与液膜破裂的速度相同时达到最大值,之后液膜长度在最大值上下波动。