电子元器件的集成化和小型化，使其有效散热面积日趋减小，局部产热增
加，严重影响了其性能和使用寿命。蒸发冷却良好的冷却效果，使其成为有望解
决高散热难题的先进技术之一。在热管、毛细泵环等众多蒸发冷却设备中，都存
在由强表面温度梯度引发的热毛细对流，是影响微型换热设备换热效果的重要
因素。蒸发是一个非平衡过程，气液界面处，化学势不连续，传统的热力学平衡
不再成立，这使得带有蒸发界面的热毛细对流问题更为复杂。本文以蒸发液层为
研究对象，结合国内外学科发展前沿，开展了系统的实验研究，探索热毛细对流
与蒸发过程的耦合机理。
采用挥发性流体工质作为实验液体，观测了水平温度梯度作用下，矩形液层
的热毛细对流。采用红外热成像技术测量了蒸发界面的温度分布，同时采用共聚
焦位移计观测界面位置变化。实验研究了不同温差下瞬时蒸发速率与所加温差
的关系，观测到三种流型：混沌态，镜像对称的热液波及基态流，最后得到了不
同流型对应的界面温度分布和温度演化。
纳米流体是一种新型的换热流体，是指将纳米颗粒均匀分散在水、油、醇等
基液得到的稳定的悬浮液。与纯工质实验对比，研究纳米颗粒的添加对液层界面
温度分布、瞬态蒸发速率的影响。