为满足高集成度微电子器件散热需求，微通道内流动沸腾换热的冷却方式现已成为流动沸腾传热领域的研究热点。微通道内流动沸腾换热兼具微尺度效应与沸腾传热的特点，虽经国内外多年研究，目前微通道流动沸腾传热课题中仍有诸多问题和难点尚未解决。其中，两相流动不稳定和传热恶化的问题，成为制约其应用的重要因素。研究发现，添加表面活性剂的水溶液会改变其本身的物性，影响沸腾过程中的汽泡行为，对流动沸腾的两相流动和传热有一定改善。因此，对表面活性剂水溶液在微通道内流动沸腾的研究具有重要意义。　　本文利用CFD软件，围绕表面活性剂水溶液在矩形微通道内的流动沸腾，对其流动稳定性和传热可靠性开展了数值模拟研究，重点研究水溶液表面张力系数（表面张力）改变对维持核态沸腾，提高传热可靠性的作用。首先，分析不同热流密度和入口流速的工况下，汽液两相流中汽泡演变与流型发展、汽液两相流稳定性的基本特征;其次，针对不同浓度表面活性剂水溶液，分别从汽泡行为与两相流型、汽液两相流动的稳定性及传热可靠性三个方面，分析表面张力对矩形微通道内表面活性剂水溶液流动沸腾的影响规律。主要研究结论有:　　(1)表面活性剂水溶液在微通道内发生流动沸腾时，加热面热流密度q增加，流型转变提前，出口流速、压降的波动幅度均增大，q从50kW/m2升高至400kW/m2，出口流速波动范围由0.5～0.65m/s增加至2.65～3.3m/s;压降波动范围由0.3～2kPa增长至4.7～8.7kPa。入口流速增加，流型转变推迟，出口流速及压降的波动幅度均减小，当入口流速由0.141m/s增加到0.7m/s时，出口流速波动范围由1.9～2.5m/s降低至1.55～1.65m/s;进出口压降波动随入口流速增大而减小。分析表明，提高热流密度会加剧两相流动的不稳定性;增加入口流速，可使两相流稳定性提高。　　(2)不同表面张力σ，微通道内汽液两相流型发展有所差异，但均沿流动方向依次呈现泡状流、弹状流与拉伸汽泡流等汽液两相流型的发展规律。与σ=0.0589N/m相比，σ=0.035N/m时，汽泡间发生聚并的几率降低，相邻汽泡间的间距均匀，单个拉伸汽泡的长度缩短近1/2，拉伸汽泡与壁面之间的液膜完整，且液膜厚度均匀、无波动现象，弹状流向拉伸汽泡流的转变相对延迟。　　(3)在两相流动稳定性方面，相对于提高入口流速，减小表面张力对两相流动不稳定的改善不会增加功耗。拉伸汽泡流阶段是否发生汽塞对汽液两相流动的进出口压降有重要影响，与σ=0.0589 N/m相比，σ=0.035 N/m时，拉伸汽泡流阶段基本不发生汽塞，进出口压降的波动幅度最小，汽液两相流的流动稳定性明显提高。　　(4)在沸腾传热可靠性方面，表面张力σ较小时，加热面壁温及努谢尔特数Nu的波动幅度均减小。与σ=0.0589 N/m相比，σ=0.035 N/m时拉伸汽泡流区段加热面壁温及Nu数的波动幅度均降低70％。在相同的热流密度q和入口流速uin工况下，减小σ能够显著减少微通道内过热点数量以及最高过热温度，当q=200 kW/m2，uin=0.5m/s时，与σ=0.0589 N/m相比，σ=0.035 N/m时微通道内过热点数量减少3/4，最高过热温度由1200K降低至600 K，微通道内流动沸腾的传热可靠性显著增强。