微通道在对流换热领域具有高度的研究意义,纳米流体由于其本身具有的固液两相混合的特性,使得其作为一种新型的高效传热介质,在散热领域具有广阔的应用前景。磁性纳米流体的出现,不仅具有高导热性,并且能够在通道内具有可控性。本文主要以1%体积分数的Fe3O4-H2O纳米流体为换热工质,当量直径0.8mm的栅形微通道为实验通道,对其在温度场与磁场耦合作用下的流动换热特性进行了探讨,分析了在外加磁场条件下Fe3O4-H2O磁性纳米流体微通道内流动换热性能。设计并搭建流动散热实验平台,进行了微通道样件、微通道实验夹具以及手工绕制磁场发生器的设计制作;实验平台的可靠性通过热量平衡偏差来进行评价,偏差值皆低于7%,实验平台具有较高的可靠性与稳定性。对比不同分散剂配比下纳米流体稳定性,得到了较为稳定的纳米流体配比,为后续实验奠定基础。以制备的稳定性良好的1%体积分数的Fe3O4-H2O磁性纳米流体为换热工质,分析对比了水平与垂直方向磁场,分别对于磁性纳米流体的流动换热的影响;结果表明,垂直方向磁场下的纳米流体具有更好的散热。研究了在0-700G强度的垂直方向磁场作用下纳米流体通过栅形微通道的流动散热性能,在雷诺数266-1200的范围内,首先对比了无磁场条件下纳米流体与去离子水对流换热性能,实验结果表明:无磁场条件下,纳米流体的芯片壳温比去离子水的芯片壳温最高降低2.11℃,对流换热系数最高为去离子水的1.3倍;其次分析了100-700G强度磁场条件下的纳米流体流动特性与换热特性,结果表明:相较于去离子水,芯片壳温在磁场强度为400G时最高降低3.2℃,对流换热系数在磁场强度为300G最高为去离子水的1.65倍;随着磁场强度的增大,纳米流体压降与流动阻力总体呈现下降趋势,磁场为500G与700G时,相较于0G时的压降分别降低了19.3%和14.51%;流动阻力分别降低2.61%和1.37%。最后对纳米流体的综合性能进行了分析,磁场条件下的强化换热性能相较于较无磁场时具有显著提升,磁场强度为300G至400G时的平均强化换热因子最大,综合性能最佳。以上述实验为基础,建立微通道流动散热仿真,以Fe3O4-H2O磁性纳米流体为换热工质,对当量直径0.8mm的栅形微通道进行了仿真分析,并以结温、温度梯度以及压降为优化目标进行了多目标优化;经过优化可知,微通道结构参数（楔角）=2°、微通道微结构特征长度3.91mm、磁性纳米流体体积分数2.4%时,栅形微通道多目标综合性能最佳。