随着科技的进步,研究对象微型化成为当今自然科学和工程技术发展的一个重要趋势。微尺度流动和传热有着不同于常规尺度的特殊规律,微流动系统等的发展和应用对微尺度流动和传热规律的研究提出了迫切需求。本文以微推进等微型系统中的流动和传热问题为切入点,以固-液界面相互作用机理及其影响规律为研究重点,采用理论分析、数值模拟及实验研究相结合的方法对其进行了较为系统的研究。论文主要研究内容包括:针对近壁面区液体表观粘性进行了理论分析。基于分子间相互作用理论和物理界面界面层模型润湿理论,建立了近壁面区液体表观粘性系数模型。由模型可知,受固-液分子间相互作用的影响,亲水性壁面附近液体粘性大于液体体相区粘性,疏水性壁面附近液体粘性则较小,固-液分子间相互作用越强,则界面润湿性越强,近壁面区液体表观粘性与体相区粘性间的差值越大,同时液体表观粘性随着离开壁面距离的增加而变化。针对微通道中液体层流流动进行了理论分析和数值模拟。基于近壁面区液体表观粘性系数模型,对描述流动的经典N-S方程进行了改进。在此基础上分析了固-液相互作用强弱、通道尺寸对微尺度流动特性的影响。分析得出:亲水性微通道中流动阻力大于传统理论值,疏水性微通道中流动阻力小于传统理论值,同时流动的泊肃叶数不再是一个定值,与界面润湿性和通道特征尺寸有关。考虑固-液相互作用时微通道中流动特性与传统理论间的偏离随着润湿性的增强而变大,随着通道特征尺寸的增大而减小,当尺寸达到一定值后可忽略固-液相互作用对流动的影响。针对微通道中液体单相对流换热特性进行了理论分析和数值模拟。基于近壁面区液体表观粘性系数模型,对圆管内对流换热模型进行了改进。在此基础上分析了固-液相互作用强弱、通道特征尺寸等对微尺度对流换热特性的影响。分析表明微尺度对流换热的平均Nu数不再是一个常数,随着固-液分子间相互作用的增强而减小,当微通道表面为亲水性时,Nu数小于传统理论值,当微通道表面为疏水性时,Nu数大于传统理论值。固-液分子间相互作用对微尺度对流传热特性的影响随着管径的增加而逐渐减弱。针对微通道中液体流动和换热特性进行了实验研究。建立了微尺度流动与换热实验系统,实验研究了润湿性强弱、通道特征尺寸对液体流动与换热特性的影响。流动实验结果表明微通道中液体流动阻力比传统理论值大,流动的泊肃叶数大于传统理论值并且不再是一个定值,随着雷诺数的变大而减小,同时实验结果与传统理论值间的偏离与固-液界面润湿性强弱和通道特征尺寸有关,润湿性越强,偏离量越大,而通道特征尺寸越大,偏离量越小,这与理论分析结果一致;利用实验数据对提出的表观粘性系数模型进行验证,利用该模型修正后的质量流量理论值与实验结果有较好的吻合度,从而验证了本文提出的表观粘性系数模型的有效性;单相对流换热实验结果表明微通道中层流态热充分发展段的平均Nu数明显小于传统理论值,且不再是一个定值,而是随着雷诺数的增加而增大,当通道尺寸一定时,Nu数随着流动速度的增加的增大,当通道特征尺寸增大时,Nu数明显变大,即流动状态和通道特征尺寸是影响微通道中对流换热强弱的重要因素。针对微通道几何特征对流动特性的影响进行了数值模拟与实验研究。首先通过数值模拟方法分析了矩形通道宽高比、等腰三角形通道顶角角度和等腰梯形通道参数对流动特性的影响。发现矩形微通道宽高比越大,流动阻力阻力越大,润湿性对流动的影响也越大,润湿性对三角形微通道中流动的影响随顶角角度变化的幅度非常小,润湿性梯形通道中流动的影响随上边角角度的增大而减弱。其次开展了两种材质（石英玻璃和钢）微圆管中的流动实验,分析了表面粗糙度对微尺度流动特性的影响。实验结果表明微圆管中的流动摩擦阻力随着雷诺数的增加而增加,同时粗糙表面会导致流动阻力变大,随着管径的增加,表面粗糙度与管径的比值变小,表面粗糙度对流动的影响逐渐减弱,在实验中没有发现提前转捩现象。