近年来,随换热设备散热需求持续升高,强化传热新技术研究已成为人们日益关注的焦点问题。自纳米流体概念被提出以来,因其优异的传热性能而备受关注。而关于纳米流体对沸腾传热性能的影响因素,在当今传热领域仍存在较大争议。为进一步研究纳米流体强化沸腾传热性能,本文选取应用范围广、热稳定性高等综合性能较为全面的Ti O2纳米颗粒及拥有独特结构和优异导热性能的多壁碳纳米管为研究对象,两步法分别制备Ti O2纳米流体、改性Ti O2纳米流体以及改性Ti O2-多壁碳纳米管复合纳米流体,分别对三种纳米流体的稳定性、导热系数以及静态接触角等热物理性质进行测定并加以分析;通过池沸腾实验测试装置对三种纳米流体的沸腾传热特性进行实验研究,利用高速摄像CCD可视化图像对纳米流体沸腾过程进行气泡动力学分析。根据纳米流体热物理性质、纳米粒子沉积情况、沸腾传热性能及沸腾可视化图像分析不同类型纳米流体强化沸腾传热作用机制。具体研究内容如下:实验考察了Ti O2纳米流体的沸腾传热性能,探讨了纳米流体浓度对核沸腾换热性能的影响。结果表明,在浓度为0.01%（wt）-0.05%（wt）时,纳米流体的沸腾性能随浓度的增大而提高,质量分数为0.05%时,纳米流体沸腾传热系数（HTC）和临界热流密度（CHF）分别较去离子水最大可提高16.3%、39.65%。纳米流体导热性和接触角的增大促使其起沸点由去离子水7℃降低到5℃,同时纳米粒子沉积在加热表面增大核化点密度,在加热表面形成多孔吸液芯结构,提高液体回流速率,促进气泡脱离,在热通量为245.6 k W·m-2下延缓气泡合并,强化沸腾传热。浓度大于0.05%（wt）时,纳米粒子沉积层过厚,增大表面热阻,恶化传热。利用硅烷偶联剂制备疏水Ti O2纳米颗粒,考察润湿性对纳米流体核沸腾传热性能的影响。结果表明,其HTC和CHF较去离子水分别提高28.57%、26.25%。疏水改性可有效提高Ti O2纳米流体的稳定性,降低纳米流体在光滑铜表面的润湿性。在较低热流密度(37.8 k W·m-2)下,接触角增大可促使纳米流体起沸点由改性前5℃降低到4℃,有利于气泡成核,有效提高沸腾传热性能;热流密度达到231.7 k W·m-2时,疏水表面不利于气泡脱离,导致气泡覆盖在加热表面,增大热阻,恶化传热。实验发现复合纳米流体较单一纳米流体具有优异的传热性能。其HTC较改性前/后Ti O2纳米流体分别提高10%、26%,CHF较改性Ti O2纳米流体提高17.7%,较Ti O2纳米流体增强效果不明显。多壁碳纳米管的超高导热性和多孔网络结构提高了改性Ti O2纳米流体的导热性和静态接触角,促使复合纳米流体起沸点较改性前/后Ti O2纳米流体降低1.3℃和0.3℃。在热流密度为243.7 k W·m-2时,沉积表面碳纳米管的高孔隙网络结构增大加热表面的核化点密度,促进气泡脱离,使复合纳米流体的核沸腾性能得以强化。通过对比三种纳米流体的沸腾性能可以看出,对Ti O2纳米颗粒疏水改性可通过提高纳米流体稳定性和导热系数以及降低工质润湿性增大核化点密度,提高沸腾传热系数。复合纳米流体则在提高纳米流体导热系数和静态接触角的基础上利用多壁碳纳米管高孔隙结构控制表面沉积形态,可有效降低纳米流体起沸点,增大核化点密度,加快气泡脱离速率,有助于HTC和CHF的共同强化。