随着新能源技术(如槽式太阳能集热技术等)以及余热深度利用系统的广泛应用,低热流、低流量换热现象越来越受到关注。而且,随着流动沸腾换热现象的应用场合的不断扩展,换热管道水平布置在越来越多场合中应用。在低热流密度太阳能集热系统中,集热管水平布置时,存在气液分层现象,周向方向上,由于气液分层的存在,蒸发段顶部区域与底部区域出现较大温差,周向均温性较差,同时带来恶化传热的效果;在轴向方向上,由于流型转换的原因,轴向出现较大温差,轴向均温性较差,蒸发段周向、轴向均温性均有比较大的改善空间。本文基于水平布置蒸发段自然循环流动沸腾实验系统,通过化学表面刻蚀方法制备不同浸润性表面,通过不同浸润性组合实现蒸发段周向及轴向均温性调控与改善。蒸发段周向均温性调控采用蒸发段半管超亲水、半管亲水表面修饰;蒸发段轴向均温性调控采用蒸发段局部超亲水、蒸发段复合表面(三种)修饰。基于蒸发段周向均温性调控目标,采用半管修饰后,蒸发段周向均温性改善明显,1000W功率条件下,最佳调控工况蒸发段周向最大温差由10.4℃下降至4.29℃,周向平均温差由5.4℃下降至3.19℃;在不同功率条件下,蒸发段半管修饰对于蒸发段周向均温性同样改善明显,并且得到了不同功率蒸发段周向调控的最优工况;在改善周向均温性的基础上,半管修饰对于蒸发段传热特性也有明显改善。基于蒸发段轴向均温性调控目标,采用局部超亲水、复合表面(三种)修饰方法。采用局部超亲水修饰表面,不同功率条件下,蒸发段轴向最大温差相较于原始表面降低二分之一,蒸发段轴向均方差除1500W功率条件下均小于2℃,均温性改善效果较为明显;在改善轴向均温性的基础上,蒸发段传热系数也有较高倍率的提升。采用三种复合表面修饰后蒸发段轴向均温性具有更明显的改善。在1000W功率条件下,蒸发段轴向最大温差接近1℃,蒸发段轴向均方差小于1℃;不同功率条件下,蒸发段轴向均温性改善明显,五种功率条件下蒸发段轴向最大温差均小于1.5℃,五种功率条件下蒸发段轴向最大均方差均小于1℃,并且得到不同功率条件下蒸发段轴向均温性调控最优工况。复合表面修饰在改善蒸发段轴向均温性的基础上,对于蒸发段传热特性也有明显改善。