未来的各种产品和设备将会越来越多的集成在具有更高密度热负荷的紧凑空间中,这促使着人们寻求更好的散热解决方案,以确保设备的正常稳定运行。传统的传热过程是通过单相工作流体的自然或强制对流实现的,散热冷却效率直接取决于工质的显热,在此种情况下想要获得更好的换热性能,需要增加泵的功率或工质的流量等,如此一来,高热流密度下的换热性能便受到了诸多限制。大量研究表明,两相流动为一种有效的换热方式,特别是沸腾换热（Boling Heat Transfer,BHT）,可以在较低的温度梯度下释放大量的热量。在强化BHT性能的诸多方法中,改变沸腾表面的润湿性与微结构因为无需浪费外界其他能源的优点最为广泛使用。本研究通过可视化池沸腾实验与数值模拟相结合的研究方法,采集并统计出了量化气泡在生成、长大、脱离等过程中的相关气泡动力学参数——气泡脱离直径（Db）、气泡脱离频率（f）和汽化核心点密度（N）与运动气泡附近的温度、速度分布情况,将仿真结果与实验得到的气泡行为机制和形态特征进行对比分析,利用沸腾曲线和传热系数（Heat Transfer Coefficient,HTC）反映BHT性能,研究了光滑的铜表面（Smooth Flat Copper surface,SFC表面）、沉积碳纳米管的铜表面（CNTs-deposited Copper surface,CDC表面）,即改变润湿性的纳米沸腾表面、微柱体阵列表面（Micropillar Arrayed surface,MPA表面）,即具有微结构的微米沸腾表面和沉积碳纳米管的微柱体阵列表面（Micropillar with Deposited CNTs surface,MPDC表面）,即微/纳复合沸腾表面在常压下对去离子水BHT性能的影响。研究结果表明,未喷涂CNTs的表面（SFC和MPA表面）的Db、N都与壁面过热度成正比,f与壁面过热度成反比,气泡在脱离上述两种沸腾表面之前先充分生长,并停留较长时间,但是MPA表面的微柱体结构带来的更大的换热面积与毛细力使得该表面能够强化BHT性能,MPA-1表面的HTC平均增量是SFC表面的144.55%。而喷涂CNTs的表面（CDC和MPDC表面）因为随着壁面过热度的增加,有助于提高气泡生长速率的表面温度梯度更大,带来更大的气泡惯性力,即更有利于气泡的脱离,所以上述两表面的Db与壁面过热度成反比,f与壁面过热度成反比,N也因为沉积涂层内部存在大量能够成为成核位点的微尺度“缺陷”而显著增加。CDC表面HTC的平均值为SFC面的113.66%。在中、高壁面过热度下,MPA表面气泡已经生长到与微柱体间的接触面积很大,更大的表面张力抑制了气泡的脱离,而MPDC表面的Db足够小（约0.5 mm）,可以迅速离开受热面,然后结合成更大的气团,进一步吸引下面未脱离的气泡逃逸;且此种气泡运动行为会充分带动运动气泡周围液体的流动,使液体的主流区域速度与气泡上升速度（0.3 m/s-0.4 m/s）接近,导致更强的微对流效应。综上所述,三种不同的沸腾表面均能提高去离子水的BHT性能,其中,MPDC表面的强化效果最为优越,其HTC被证明提高到了SFC表面的230.12%,其次是MPA表面和CDC表面。同时本研究基于上述对气泡行为性状的研究,通过耦合气泡生长周期内微层蒸发、瞬态传导和微对流这三种传热机理,拟合了适用于微/纳复合表面的热流密度分配模型。该模型能够较好的预测本研究中各沸腾表面的沸腾曲线,为BHT传热性能的机理性研究提供一定借鉴作用。