如今很多前沿科技的突破进展愈加依赖其高热流密度散热能力,这引起了全球范围商业和国防工业的注意。射流冲击冷却是其中最有应用前景的解决方案之一。本文研究受限且浸没阵列射流冲击局部和平均传热特性并结合沸腾可视化图像解释壁面温度分布不均匀性。除气后的去离子水经7个直径D=1mm的孔冲击到热源上,从两侧出口排离射流腔。硅片背部沉积铝薄膜作为热源,其上沿出流方向布置7根热电偶监测局部温度。创新孔板设计配合高速相机在低射流高度下观察多样的沸腾现象。本研究主要内容和结果包括:1.受限式阵列射流冲击传热特性。不同区域壁温和表面换热系数差别不大,传热特性曲线形状和变化趋势一致。增大流量,沸腾曲线左移,h-q曲线上移。射流高度在1-3D内对传热特性影响不大,增加至5D则负面作用更明显。提高过冷度,沸腾曲线左移,h-q曲线下移。若只测试段出口压力不同,以壁面平均温度为横坐标的沸腾曲线几乎重合,但发生沸腾时壁面过热度相同而壁温不同。使用局部温度值构建一个新无量纲参数来评估壁面温度分布不均匀性,其变化趋势与传热特性曲线和沸腾现象吻合,可在没有或不适合可视化的情况下推测换热面沸腾状况。2.受限式阵列射流沸腾可视化。沸腾现象呈现易分辨的分布模式,即滞止区内难成核且附近气泡体积微小,对冲区容易成核且沸腾剧烈,这有望用于降低局部热点温度。热流密度上升,成核区个数、气泡直径和成核点密度增加,沸腾区域逐步向滞止点扩展。低流量下,气泡最先出现在一个成核区;而流量较高时多区同时成核,同时气泡体积变小、寿命短且不稳定。增加射流高度,多区成核分布初期沸腾更剧烈。热流密度相同时,入口水温越高,成核面积越大。尽管测试段出口压力不同,壁面过热度相同时沸腾现象相似。在较低热流密度和壁面过热度下观测到了气泡破碎,表明有潜力进一步强化核态沸腾换热。