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随着航天、信息、生物等技术的发展，微尺度热物理问题得到了广泛的重视，微尺度相变传热作为一种非常高效的能量转换方法广泛存在于微反应器、微型燃料电池、微热管、微汽泡执行器等微流控器件中。本文采用标准MEMS微加工工艺制作的芯片进行实验，以丙酮为工质，在微流体光学实验平台上利用方波脉冲控制点面积热源产生微汽泡，实现对微换热器的沸腾启动性能及运行机制的控制，为避免微传热系统启动时烧毁以及减弱甚至消除系统的不稳定性奠定了基础，提高了微换热系统与电子芯片的系统集成性。
实验在单通道流动沸腾研究的基础上，进行了多通道相变传热的研究。芯片的结构是5个50μm×20μm的串联铂膜点面积热源置于并联流动微通道内。当通道处于冷态时研究了主流过冷度、流速以及铂膜功率等因素对汽泡生长的影响；研究发现汽泡的生长延迟时间差随着主流过冷度和流速的增大而增大，随着铂膜功率的提高而缩短；高功率小流速时，汽泡直径较大，但流速的提高会使汽泡脱离直径变大；此外，汽泡在膜上生长时，首先纵向跳跃，且由于流体的冲刷作用，其中心位置稍低于铂膜中心点。当汽泡长大到一定程度时，由于水平和竖直方向上Marangoni流的作用汽泡开始横向跳动，且跳跃幅值随着主流流量的增加而减小。与以往学者的研究结果比较，发现本文中汽泡的振荡明显区别于矩形铂膜上的池沸腾、单通道流动沸腾以及铂丝上的汽泡扫荡现象。
当通道存在模拟热源时，脱离点面积热源的种子汽泡会在较低的过热度下引发微通道内的沸腾相变，强化传热的同时提高了芯片温度场的均匀性，并能抑制沸腾的不稳定性。同时，沸腾流型也会影响点面积热源上未脱离的汽泡，使之随着模拟热源热通量的增大出现三种代表性的汽泡动力学特性，分别对应三种脉动趋势：(1)向上游和下游脱离点面积热源的类球形泡；(2)圆锥形泡吐出小泡后再脱离铂膜；(3)汽泡边界完全贴在通道壁上的液膜泡。在第(1)类中，微通道内压力较低，沸腾前端是泡状流；第(2)类中，两相流沸腾界面已经接近通道入口处，Marangoni效应导致汽泡变形为锥形；在第(3)类中，通道内剧烈沸腾，环状流反冲到点面积铂膜加热器上，此时其表面上的汽泡会引发蒸干现象。分析表明，微通道内不稳定流动沸腾的振动流态，是铂膜上形成各种泡并以不同方式脱离的原因；模拟热源上热通量的大小也是影响铂膜长泡的主要因素之一。研究结果为进一步开发设计新型的微流体功能器件提供了基础和依据。