微反应系统具有过程强化、反应安全、易控制、数增放大等特点。传统大规模的并行微反应系统主要由微反应器和流体分配器构成。结合微反应器的特点，并在考虑生产产量和质量两个因素的基础上，实行微反应器运行过程中的每个单管流速控制显得尤其重要，因为如果流速不一致，那么反应滞留时间不同，反应产物转化率就会有区别，并行之后进行混合的反应产物浓度就可能不满足生产实际的需求，如反应不充分、副反应发生等。因此，流体分配器流速一致性精确控制的研究具有十分重要的意义和价值。　　本课题围绕流体分配器结构的优化设计展开研究，首先，根据质量守恒和动量守恒的基本原理，建立机理模型的精确表达式。在此基础上提出一种无速度项粒子群优化算法优化流体分配器结构，最后，在对不同层数的流体分配器结构优化的过程中，总结出其管道长度将随着层数的变化呈现出一定的规律，并在仿真模型中得到验证。　　同时，考虑到在微反应器反应过程中常常会出现催化剂老化、生成物颗粒过大等问题，微反应器阻塞现象时常发生。在流体配送器中实现均一性运行的前提下，当单管式反应器出现阻塞时，势必会影响流体分配器中的流量差，进而能够通过流体分配器流量差的特性检测出故障。因此本文提出一种基于流体分配器流量变化的微反应器单管故障检测法检测故障，并给出流量敏感度值的概念，用于评价单管式反应器阻塞时流体分配器中各个管路流量变化的程度大小，为配置流量传感器的安装个数和安装位置，提供可靠依据。经研究表明：可通过较少的流量传感器个数实现微反应器的故障检测。　　最后，本文搭建一个小型实验平台，以水为流动介质，实现可视化流体分配器的设计。用重量式流量测量法测定每个单管的流速，并利用规范化流量的标准误差计算法判定流体分配器中微通道出口流速值的一致性。结果表明：优化后的流体分配器流速一致性得到大大的改善，其规范化流量的标准误差为2.96％，在允许误差范围内(5%)。