沸腾作为一种涉及气液相变强化传热的高效方式,长期以来一直被研究和应用于热能的转化和管理。池沸腾已用于许多热能耗散系统的冷却,例如大功率电子设备,热交换器和核系统热管理。表面改性和制备技术的快速发展促进了微/纳米结构表面沸腾强化传热的实现,如何更好更便捷地制备微纳结构表面来强化沸腾换热是目前研究重点。当前纳米结构表面的制备多采用化学沉积法和蚀刻法,在加热过程中会出现表面退变的问题。并且复杂的制备方法,如光刻、激光蚀刻、等离子体、紫外线照射等,也有成本高的缺点。现有研究中多针对单一的润湿性或者粗糙度对表面池沸腾换热特性的影响,实际上表面换热特性的增强是多种因素综合作用的结果。因此需要制备简单且不易变性的表面,以研究其润湿性和粗糙度对沸腾换热的影响。沸腾曲线中不同区域的传热特性有着显著的差异,同一换热表面在不同区域作用效果不同,而当前研究多针对核态沸腾区域或者膜态沸腾区域进行单独研究,很难找到同一表面在不同区域中的换热情况。本文基于这一问题,搭建了稳态加热沸腾实验台和瞬态沸腾实验台,研究不同表面在核态沸腾、过渡沸腾和膜态沸腾阶段的换热特性。本文采用几种简单加工方法以及不同简单方法叠加加工的方式制备八个不同粗糙度的亲水性表面,并采用低表面能处理工艺制备五个同基底下的疏水性表面,用以研究其在不同阶段的沸腾换热特性。结果表明,粗糙度越大的亲水性表面,在所有特征沸腾状态的强化传热效果越好。在临界热流密度处,同一基底表面经过疏水处理后,随着接触角的增加,CHF呈下降趋势,而对于接触角小于90°的亲水表面,CHF随着粗糙度增加而增大。在稳态加热沸腾实验研究中发现,通过多种加工方式叠加制备可以优化表面结构,有效减小聚合气泡的直径,延缓气膜对换热表面的覆盖,不仅可以提高CHF,同时能使ONB提前。并利用白金汉的π定理,建立了气泡脱离直径与气泡脱离频率之间的关系,通过修正的毛系数分析了粗糙度对润湿性的影响及他们对气泡脱离的耦合作用。结果表明,疏水表面的实验数据大多与接触角无关,当Bo=1.857Ja-0.9和N=0.407Ja0.257时,其相关性可以进一步提高。在瞬态沸腾实验研究中发现,过渡沸腾阶段可以分为过渡膜态沸腾和过渡核态沸腾两个亚区域,亲水性表面的过渡膜态沸腾亚区比疏水性表面长,因此气膜扰动更强烈,提高了换热性能。