微型化不是简单的尺寸缩小,微尺度流动所基于的物理因素与宏观流动不同,使微尺度流动呈现新的特点。本论文分别通过对微通道和常规通道中流体的流动和传热现象的研究,以寻求宏、微通道结构最优设计、制造和通道性能优化的有效途径。对于微尺度通道的研究主要以微型燃气轮机回热器通道的流动与换热特性为主要研究对象,利用Fluent软件首先对一次表面回热器建立三维数值模型,研究在相同宽高比P/H下,流动交错角θ的变化及Re对其流动与换热性能的影响。结果表明,当θ≤120°时,Nu随着θ的增大而增大,当θ＞120°时,Nu却随着θ的增大而减小。交错角为60°、90°、120°、150°下最大换热效果对应的最佳P/H分别为3.1、2.7、2.2、1.0。同时发现微通道内流体从层流转变到湍流的转捩较常规通道出现了明显提前现象。本文提出一种新的回热器多层模型,使模拟结果更具可靠性,并且对流动交错角为60°的一次表面回热器(PSR)进行整体的传热和流动性能预测分析。结合场协同理论研究其换热特性,结果表明,Nu数越大,协同角越小,全场平均协同角揭示了该结构单元体对流换热的强弱分布不均匀。同时,研究发现回热器的性能随回热器通道数的增多呈规律性变化,出口温度随通道数增多呈对数曲线变化,压降呈线性变化,而传热系数呈双曲线趋势变化。利用这些预测结果对回热器芯体结构进行设计。对于宏尺度通道的研究主要以机车厂某动车组通风风道为主要研究对象,针对其内部流场进行数值分析与研究,以达到在三个通风出口处空气流量均匀分配的目的。研究结果表明,1通道入口面积先是急剧增大,后又逐渐减小,沿程当量扩张角在45°左右,导致流体过度扩压,且在拐弯处流动严重受阻。通过各种结构改进方案分析可知,优化1通道结构,减小当量扩张角,改善流通面积,使1通道压力均匀分布,流通顺畅,流量增加,达到设计要求。综合以上宏、微通道的流动特性分析可知,微尺度下对流换热比较明显,对于微通道的研究主要从热流场着手。而宏尺度下阻力损失的影响较大,导致结构影响较明显,因而主要从压力场着手。