Die Wärmeleistungsdichte elektronischer Geräte mit hoher Wärmeflussdichte nimmt ständig zu, was neue effiziente Kühltechnologien erfordert, um einen sicheren Betrieb zu gewährleisten. Die Verwendung von stark unterkühlten Fluiden in Kombination mit einer Mikronadel-Rippenstruktur ist ein neuer Ansatz zur Steigerung der Kühleistung. In dieser Studie wurde das Phänomen des unterkühlten Siedens an einer Mikronadel-Rippenstruktur experimentell beobachtet, und der Einfluss unterschiedlicher Unterkühlungsgrade (50, 60, 75, 95 ℃) auf den Oberflächenwärmeübergangskoeffizienten und die kritische Wärmestromdichte wurde getestet. Das Verstärkungsverhältnis des Oberflächenwärmeübergangskoeffizienten der Mikronadel-Rippenstruktur im Vergleich zu glatten Oberflächen bei großer Unterkühlung wurde bestimmt und der Mechanismus des verstärkten Wärmeübergangs beim unterkühlten Sieden in der Mikronadel-Rippenstruktur untersucht. Die Ergebnisse zeigen, dass bei einer Wärmestromdichte von über 200 W/cm2 der Oberflächenwärmeübergangskoeffizient der Mikronadel-Rippenstruktur mit zunehmender Unterkühlung steigt; die kritische Wärmestromdichte der Mikronadel-Rippenstruktur steigt ebenfalls mit der Unterkühlung an, wobei sie bei einem Anstieg der Unterkühlung von 50 ℃ auf 95 ℃ von 228 W/cm2 auf über 400 W/cm2 ansteigt; der Oberflächenwärmeübergangskoeffizient der Mikronadel-Rippenstruktur ist unter denselben Bedingungen stets höher als bei glatten Oberflächen. Die Verstärkung des Wärmeübergangs durch die Mikronadel-Rippenstruktur ist bei hoher Wärmeflussdichte und großer Unterkühlung deutlicher, wobei das Verstärkungsverhältnis bei einer Wärmestromdichte von 250 W/cm2 und einer Unterkühlung von 95 ℃ 1,28 beträgt.

verstärkter Wärmeübergang; Mikronadel-Rippenstruktur; Unterkühlung; Oberflächenwärmeübergangskoeffizient