随着电子工业的快速发展，电子设备的集成化、微型化进程大大加快。尽管新技术使单个电子元件的功耗有所降低，但整个电子设备的功耗由于集成度日益增加而显著上升。因此，热管理问题继续成为制约电子工业发展的难题之一。传统的冷却方法一方面趋于散热极限，另一方面以消耗空间和能量为代价，效果不甚理想。为了弥补传统散热方案的不足，微小通道室温液态金属强化散热技术成为当前大功率电子设备的热管理的研究热点之一。本文研究了关于微小通道液态金属散热系统所引申出的一些问题，包括通道的尺寸效应和器件实用化问题，相应得到了一些指导散热设计的有用结论。具体进展包括以下内容:　　 1、室温液态金属微小通道强化传热理论和数值模拟研究　　 本文采用了对流换热模型和工业换热器模型，研究了室温液态金属矩形微小通道的强化传热理论，推导了矩形通道的速度场和温度场分布的解析解和数值解，以及推导了多通道换热器的平均传热系数的计算公式。同时，通过数值模拟研究，得到了不同加热功率和通道尺寸对微小通道换热器换热效果的影响规律。　　 2、基于微小通道泵驱动室温液态金属的芯片散热器的实验研究　　 提出了基于室温液态金属芯片散热器的设计方案，搭建了四种不同微通道换热器的散热实验平台，并进行了一系列不同运行工况下的概念性测试。通过对不同当量直径的微通道换热器进行不同流速和加热功率的换热实验，可以得到:通道当量直径对换热有显著影响，当量直径越小，换热系数越大;在减小换热器通道宽度的同时必须考虑流动阻力的影响，通道宽度太小，阻力将会变得很大，继而阻塞流动。同时，依据实验数据，推导了基于Peclet数变化的Nusselt传热经验关系式，该式适用于恒定热流密度下水力学充分发展、热力学发展中的矩形通道换热情况。　　 3、不同尺寸管道热虹吸驱动室温液态金属的散热研究　　 在实验室已有关于热虹吸驱动液态金属芯片散热的基础上，研究了热虹吸驱动液态金属散热的管道尺寸效应，对比考察了工质水和液态金属散热效果的差异。结果显示:当向热源提供5W/cm2的热流密度时，热源可分别被液态金属和水冷却到50.8℃和71.6℃以下;热虹吸驱动液态金属散热系统在直径为3mm的管道中仅通过热传导散热，而当管道直径大于等于4mm时发生对流散热。实验表明:热虹吸驱动液态金属系统的散热方式受管道尺寸的影响，当实际管道直径大于系统的临界管道直径时，热虹吸驱动液态金属系统依靠对流方式散热。　　 4、室温液态金属刀片换热器的研究　　 设计了一种典型的电磁泵驱动室温液态金属刀片换热器，并实验评估该方法的可行性。实验结果显示，这种结构简单、集驱动和换热一体化的刀片换热器能够快速驱动液态金属流动，换热器温度可在几秒内分布均匀，从而有效将热源热量分散到换热器其他区域。分析表明，换热器的温度分布受电磁泵电流强度的影响，电流强度越大，温度分布越均匀。当热流密度较大时，启动电磁泵，热源的温度迅速减小后又增大，无法达到平衡。为此，我们采用了强化传热手段—冷盘，有效的降低了热源的温度并最终使其保持恒定。这种刀片散热器因厚度薄而有望用在笔记本、移动电话等小型电子设备的散热中。