Die durch Phasenübergänge auf mikroskopischer Ebene verstärkte Wärmeübertragung ist ein Forschungsschwerpunkt im Bereich der Mikroelektronikkühlung, während die Analyse der Strömungsart und des Druckabfalls bei Gas-Flüssig-Zweiphasenströmungen in Mikrokanälen die Grundlage für das Design und die Steuerung von Mikrofluidiksystemen bildet. In dieser Arbeit werden die zweiphasigen Strömungseigenschaften in parallelen rechteckigen Mikrokanälen mit plötzlicher Erweiterung durch Strömungsvisualisierung, theoretische Analyse und experimentelle Untersuchung analysiert. Durch Visualisierungsexperimente wurden vier typische Strömungsarten in parallelen rechteckigen Mikrokanälen beobachtet: Blasenströmung, Pfropfenströmung, Pulsströmung und Ringströmung. Bei Qg=110 mL/min und Ql=20 mL/min erreicht die Zweiphasenströmung den maximalen Jet-Zustand mit vollständiger Fluidstrahlausbildung. Durch die Erstellung eines Druckabfallvorhersagemodells und die Analyse der Anwendbarkeit und Genauigkeit anhand der experimentellen Ergebnisse zeigt die Studie, dass das Druckabfallmodell für parallele rechteckige Mikrokanäle mit plötzlicher Erweiterungsstruktur im Massendurchflussbereich von 367~691 kg/(m2·s) eine mittlere Vorhersagegenauigkeit von 18,56 % aufweist, was besser ist als die Vorhersagegenauigkeit in der klassischen Literatur, und mit zunehmendem Gesamtdruckabfall die Vorhersagegenauigkeit steigt.

Druckabfall; Mikrokanal; Gas-Flüssig-Zweiphasenströmung; Visualisierung