近年来随着微化工技术的发展,T型微通道作为常见的微反应器广泛存在于生物医药合成、微液滴与微气泡的精确控制、乳状液制备等场合;作为微散热器应用在各种高效相变换热场合,如核电站反应堆、微电子快速冷却以及热泵空调等。随着通道尺寸从常规尺度减小到微纳米尺度,气液两相分离机理也随之发生变化。到目前为止,对微通道中相分配的研究多以实验为主,而且主要集中在等径微通道的研究,探索各种操作工况因素和几何因素对两相分流特性的影响,诸如入口气液表观速度、流体物性(密度,粘度)、分支角度等。而受限于微尺度通道制造技术,目前对于微尺度通道的非等径的研究较少,相关的相分配机理急需研究。本文以25℃下氮气和纯水为工质,设计了主管的横截面为1000μm×500μm,分支的横截面为400μm×500μm,600μm×500μm,800μm×500μm的三种不等径的分支T型微通道,并进行了不同操作条件下的两相流动实验,同时利用高速摄影仪对流动现象进行可视化观测,来研究分支通道直径对相分配的影响。本文主要研究内容如下:(1)分别研究弹状流,弹环状流以及环状流三种流型下分支管径的变化对相分配的影响作用,发现各流型下的相分配曲线各有特点。当分支管径减小,弹状流下相分配曲线整体越来越靠近等分配线,而弹环状流下相分配曲线整体越来越远离等分配线,环状流下分支通道管径的改变与液相采出分率之间没有一个明确统一的联系。同时引入分离程度来更精确表达管径变化对相分配的影响,发现分离程度因流型不同有不同变化趋势。(2)充分考虑分支管与主管宽度比、入口气液相表观速度、两相流体的粘度、密度、与表面张力的影响作用,建立了不等径分支T型微通道中弹环状流下相分配的预测公式。(3)对观测到的弹状流,弹环状流以及环状流下的具体流动现象进一步进行分析,探索出不同流型下分支管径的变化以及气相采出分率的变化对流动现象的影响作用。