微尺度换热器的研究

对多孔结构强化换热、多孔结构中对流换热机理、多孔结构微尺度换热器及微槽道微尺度换热器进行了深入的实验研究、数值模拟、理论分析和优化设计。取得了创新性成果。提出了修正的热弥散导热系数计算模型。改进了多孔结构局部非热平衡模型。数值模拟结果与实验数据很好地吻合。多孔结构使对流换热系数提高10倍左右。提出了判断颗粒直径对多孔结构中对流换热影响的判据。多孔式微型换热器的传热性能优于微槽式微型换热器，扁槽结构优于深槽结构；多孔式微型换热器中的压降最大深槽结构微型换热器中的压降最小；深槽结构微型换热器的传热和流动阻力的综合性能最好所得到的最大单位体积传热系数为86.3MW/（m（3）K）。获得一项实用新型专利，发表学术论文十余篇。

对于尺度的划分，不同的研究机构、不同研究领域的研究人员有不同的见解。材料学专家认为：10-12m～10-9m 之间的尺度属于量子力学研究范畴；1 -9m～10-6m之间的尺度属于纳观力学研究范畴；10-6m～10-3m之间的尺度属于介观力学研究范畴；1-3m～10-0m之间的尺度属于微观力学研究范畴；大于10-0m的尺度属于宏观力学研究范畴。而机械加工学科常常以10-6m(1μm)为加工误差尺度，传统切削加工的误差尺度多以丝来衡量(1丝=10μm)，精密加工的误差尺度可达到微米级。由此可见：材料学以研究对象的特征长度作为尺度划分的依据，机械加工领域以研究对象的加工精度作为尺度的划分依据，从而把机械加工划分普通加工、精密加工和超精密加工等，并没有涉及到工件加工特征尺度的大小。

(1)微切削应用基础研究：包括微型零件切削加工装备关键技术的研究 ，主要研究高速主轴系统，精密工作台的定位、运动及控制技术 ，复合微切削加工设备与技术；微切削刀具材料和刀具制作技术的研究；微切削刀具、工件的快速装夹、测试及微切削加工过程的监控技术 。

(2)微切削机理的研究：主要研究热 —力耦合应力作用下的微切削不均匀变形场， 研究微尺度下工件材料的本构方程 ， 分析微切削变形区的尺寸效应、不均匀应变 、位错等对剪切变形应力和剪切变形能的影响 ；研究最小切削厚度对切屑形态、已加工表面形成、切削力 、切削温度等的影响及工件材料微观组织结构对表面粗糙度和次表面损伤的影响 ，建立微切削加工理论和技术体系；研究多尺度微细切削模拟仿真技术， 奠定微切削加工技术的应用基础。

(3)微切削工艺研究：包括各种新材料如钢铁、钛合金 、不锈钢、铝合金、陶瓷和其它非金属材料及各种复合材料的微切削加工工艺 ， 微切削 CAD CAM技术 。

(4)微切削加工技术的经济性和可靠性研究。