文献综述（或调研报告）：
在现实的工程应用中，通常会遇到空间严格限制的固定系统中的高热通量电子设备的冷却[1,2]，以南极天文站的计算机壁橱，太阳能集热器和红外成像光谱仪为例。在这种特殊情况下，难题在于设计一种高效，无泵驱动的紧凑传热装置。微热管在这些应用中是能满足无泵和紧凑结构的要求[3,4]。
微小型热管是利用工作介质在微小空间中的相变过程进行热量传递的一种高效传热元件,不仅具有优越的导热性能和恒温特性.而且其结构简单、质量轻、体积小、本身无运动部件、能在微重力条件下稳定地工作,因而被广泛应用于航天器热控系统、微电子元器件散热等领域,特别是在人造卫星、宇宙飞船及太空站,热管作为其热控制系统的核心部件得到了普遍的重视，国内外许多研究者对热管的工作特性进行了大量的研究。微/微小型热管这一新兴技术已成为国际微电子和传热领域的研究热点,不仅在学术上有重大研究意义，而且在工程上(特别是微电子、航空航天等领域)也有广阔的应用前景。自从1984年Cotter提出微热管(Micro heat pipes )的概念以来，微/微小型热管的具体结构从单根的微型热管( Individual micro heat pipe),发展到在固体基板上开出一簇独立、平行的微细槽道形成微型热管簇( Micro heat pipe arrays), 进一步设计出蒸汽槽道互相连通的微小型轴向槽道热管( Miniature heat pipes with axial grooves),使得微小型热管传热性能得到显著提高[5]。
微槽道重力热管是一个密封的容器，装有汽液两相介质。它通常蒸发端在下、冷凝端在上且呈竖直状态放置，重力在热管工作过程中起重要作用。随着通道尺寸缩小，通道表面对比体积力的相对重要性增加，导致传热和传质特性与传统通道明显不同[6]。微槽道重力热管中的汽液两相流动行为是尺度效应，界面演变，流动不稳定性和热动力学耦合作用的综合影响结果。在小通道内，蒸发段下部液池内的流型不再仅仅是环状流，而是由重力和表面张力的平衡所引起的用Bond 数表征的气液两相塞状流动。微槽道重力热管，尤其是针对具有毛细抽吸作用的小尺度热管，通道尺寸对热管内的气液两相流动和传热特性具有重要影响。在这种情况下，出现了一个重要的问题，即小型化如何影响两相热管中的汽液两相流和热性能。
尽管已经进行了大量的实验和理论研究，致力于探索常规重力热管和微型/小型热管的热流体动力学行为，但很少有研究关注微槽道重力热管。范春利等[7]对3种微槽结构平板热管的换热性能进行了实验研究，通过三种微槽平板热管结构的对比实验分析充液率、工质种类以及槽道结构等因素对微槽平板热管传热性能的影响。赵耀华等[8]对矩形毛细微槽竖直板的相变换热特性进行了实验研究。王晨等[9]设计加工了一种深微槽道热管，使得蒸发面与冷凝面能够直接接触，实验证明该热管不但工作性能良好，而且在各垂直和反重力条件下都能正常工作。为了进一步减小蒸发面与冷凝面间的接触热阻，王晨等[10]还设计加工了交错孔道平板热管，并对其进行了实验研究，证明该热管比深微槽道热管具有更优良的轴向导热性能。范春利[11]系统地研究了重力对微槽平板热管传热性能的影响, 分析了工作温度、冷却方式和倾角等影响因素。通过对比实验发现重力对热管的轴向液膜分布影响非常明显, 在周向只在大充液率时有明显的影响, 从而使得倾角较大地影响了热管的传热能力。研究表明深槽平板热管具有优良的传热性能, 在微电子器件冷却等微小空间散热方面有着良好的应用前景。
到目前为止，有关微槽道重力热管中的气液两相流的详细信息在文献中较少。此外，两相热管中的流动状态似乎与流体性质，热负荷和通道尺寸的联合影响有关。想要详细了解气液两相流动行为，需要对微槽道重力热管的流动状态进行统一的观察。因此为了进一步深入了解两相流动和传热的基础物理知识，本课题要进行一项实验研究，利用数字显微镜通过可视化系统研究微槽道重力热管的热流体动力学行为，研究热负荷和通道尺寸对热流体动力学行为的影响。此外，还需要分析和讨论观察到的不同工况的流体的汽液两相流动，传热方式和热性能，这对理解微槽道重力热管的两相流行为具有重要意义。
参考文献：
[1] A. Faghri, Heat pipes: review, opportunities and challenges, Front. Heat Pipes 5(2014) 1–48
[2]G.M. Zhang, Z.L. Liu, Y.X. Li, Y.J. Gou, Visualization study of boiling and condensation co-existing phase change heat transfer in a small and closed space with a boiling surface of enhanced structures, Int. J. Heat Mass Transfer 79 (2014) 916–924
[3]L.L. Vasiliev, Micro and miniature heat pipes-electronic component coolers,Appl. Therm. Eng. 28 (2008) 266–273
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