近年来，微通道的换热与压降已成为微电子等领域的研究热点，但目前对微通道内两相流动的换热机理及压降特性认识尚不成熟，需要更进一步的研究。本文搭建了以微通道换热器作为蒸发器的制冷系统实验平台，设计并制作了可用于可视化观察的微通道实验段模块。在此基础上，本文以R22作为制冷剂，分别在0.6mm×2mm、1mm×2mm、2mm×2mm三种尺寸的矩形微通道内进行了流动沸腾实验，重点研究了两相流压降，并结合可视化研究了两相流型以及压力波动。对微通道内R22两相流动沸腾压降特性进行了研究。对实验段的各部分压降进行了分析计算，考察了质量通量、饱和温度、热流密度、出口干度、槽道尺寸对微通道内两相摩擦压降的影响，然后将R22和纳米流体实验数据与已有的压降模型预测结果进行对比，并建立了用于预测两相摩擦压降的支持向量机模型。计算及实验结果表明，加速度压降和重力压降占系统总压降的20%~25%，不可忽略；两相摩擦压降随着质量通量的增加而增加，饱和温度的降低反而会使摩擦压降增大；随着热流密度和出口干度的提高，两相摩擦压降增大，当热流密度超过一定值时，压降有减小的趋势；而对于不同尺寸的微通道，水力直径越小，两相摩擦压降越高，槽道宽0.6mm比2mm的摩擦压降大了2~3倍。由于现有的两相流压降模型不能很好预测本实验条件下流动沸腾时的两相摩擦压降，针对两相摩擦压降数据的特点，通过引入支持向量机，建立了两相摩擦压降的预测模型，预测值与R22和纳米流体实验数据的平均相对误差均小于7%，预测效果好。利用高速摄像系统对微通道两相流动进行了可视化研究，研究结果表明：在0.6mm×2mm微通道内的两相流型主要是弹状流、束状环状流、环状流、雾状流，其中束状环状流出现的时间最多；对于2mm×2mm槽道，高热流密度时，微通道中出现了环状流液膜回流现象。并结合可视化的流型变化研究了0.6mm×2mm微通道中不同热流密度下压降和温度的波动，发现随着热流密度的增加，压降和温度波动变大。