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提升临界热流密度对核反应堆的安全运行有着重要的意义，在加热表面制备微纳结构可以强化临界热流密度和传热系数，本文基于有铜纳米线覆层的微通道流道与光滑表面微通道流道两种表面，研究了铜纳米线对微通道中强迫对流换热过程中的临界热流密度、传热系数、以及压降的变化特性，结合可视化图像分析铜纳米线覆层微通道和光滑微通道中工质随热流密度上升的流动传热特性，研究铜纳米线提高微通道两相沸腾换热的机理。
基于电化学沉降法，利用多孔阳极氧化膜在铜加热表面上沉降上一层致密、有序并且高度可控的铜纳米线。通过扫描电子显微镜（SEM）得到铜纳米线顶部与侧面的微观形貌。
对光滑表面和带有铜纳米线的基底表面进行实验研究，与光滑表面相比，质量流速为100kg/(m2·s)时的最高传热系数强化了26.18%，在发生干涸时过热度提升了约5℃。当进口温度为40℃，质量流速为100kg/(m2·s)时的最大有效热流密度强化幅度为22.38%。根据分析发现，因为铜纳米线相比光滑微通道有很强的毛细力，能够将液相吸入微纳结构中而润湿壁面，降低了壁面温度波动幅度。
铜纳米线能改变微通道中的工质随有效热流密度输入增加时的流动特性，铜纳米线覆层微通道中的流型与光滑微通道中的有很大的不同，在低有效热流密度时，铜纳米线覆层微通道的工质运动周期中包含气泡生成、气泡融合成气弹，气弹变长向进口蔓延最终完全占据微通道。这时发生倒流，侧壁面有液膜存在，当质量流速为66.67kg/m2?s时，倒流现象一直持续到30.78W/cm2。随着有效热流密度增大，气相部分侧壁液膜越厚，保持了润湿壁面。铜纳米线结构提供了毛细力吸入液相，另外，因气泡尺寸小，液相与气相界面不会被所产生的扰动破坏，润湿液体由侧壁面液膜提供。对于光滑通道，在热流密度较低时，微通道中发生倒流，初期周期包含气泡产生、聚合成气弹、气弹占据微通道，出口的液相返回微通道直到下一个周期。随着有效热流密度增大，微通道中不再发生倒流，倒流停止时的热流密度略小于铜纳米线覆层微通道中的有效热流密度。在质量流速为66.67kg/m2s、进口温度为40℃时，倒流现象在23.63W/cm2时就已经结束，不再发生倒流后，气液两相界面因气泡长大聚合以及气相液两相相反推力的作用破碎，液相被气相夹带，以此冷却微通道的加热面。
基于电化学沉降法，利用多孔阳极氧化膜在铜加热表面上沉降上一层致密、有序并且高度可控的铜纳米线。通过扫描电子显微镜（SEM）得到铜纳米线顶部与侧面的微观形貌。
对光滑表面和带有铜纳米线的基底表面进行实验研究，与光滑表面相比，质量流速为100kg/(m2·s)时的最高传热系数强化了26.18%，在发生干涸时过热度提升了约5℃。当进口温度为40℃，质量流速为100kg/(m2·s)时的最大有效热流密度强化幅度为22.38%。根据分析发现，因为铜纳米线相比光滑微通道有很强的毛细力，能够将液相吸入微纳结构中而润湿壁面，降低了壁面温度波动幅度。
铜纳米线能改变微通道中的工质随有效热流密度输入增加时的流动特性，铜纳米线覆层微通道中的流型与光滑微通道中的有很大的不同，在低有效热流密度时，铜纳米线覆层微通道的工质运动周期中包含气泡生成、气泡融合成气弹，气弹变长向进口蔓延最终完全占据微通道。这时发生倒流，侧壁面有液膜存在，当质量流速为66.67kg/m2?s时，倒流现象一直持续到30.78W/cm2。随着有效热流密度增大，气相部分侧壁液膜越厚，保持了润湿壁面。铜纳米线结构提供了毛细力吸入液相，另外，因气泡尺寸小，液相与气相界面不会被所产生的扰动破坏，润湿液体由侧壁面液膜提供。对于光滑通道，在热流密度较低时，微通道中发生倒流，初期周期包含气泡产生、聚合成气弹、气弹占据微通道，出口的液相返回微通道直到下一个周期。随着有效热流密度增大，微通道中不再发生倒流，倒流停止时的热流密度略小于铜纳米线覆层微通道中的有效热流密度。在质量流速为66.67kg/m2s、进口温度为40℃时，倒流现象在23.63W/cm2时就已经结束，不再发生倒流后，气液两相界面因气泡长大聚合以及气相液两相相反推力的作用破碎，液相被气相夹带，以此冷却微通道的加热面。