本文的研究工作得到了国家自然科学基金(No.51706208)的资助。微热管阵列换热器作为一种高贴合度的强效相变传热元件,已被广泛应用于电子产品的散热。微热管内部的传热与流动现象普遍发生在自然界与各种工程领域中,覆盖了很多层级的尺度范围。将这种复杂的物理过程简单化,分别进行不同尺度层级的模拟计算越来越受重视。本文采用多尺度的研究方法分别从宏观层面和微观层面对微热管阵列换热器的性能进行分析研究,得出微热管内部换热性能的影响因素,核心研究内容及结果如下:1.建立微热管的CFD可视化数值模型,采用VOF模型和标准k-ε模型进行计算流体动力学模拟计算。分析得出微热管在30%充液率工况下换热性能最优,既不会产生干涸现象又不至于产生池内沸腾;甲醇为工质时换热效果最好,相比其他工质液膜在微热管内部分布均匀,且不产生干涸现象;微热管矩形凹槽结构相比光管结构和三角微槽结构,传热特性最好。2.建立三种类型的阵列结构的微热管,通过横向和纵向对比研究发现,热管的整体热阻Y1型最小,是常规热管的0.8%;传热系数是常规热管的10倍,整体的热管换热性能最好,从而推断出,在同等条件下,阵列微热管的换热性能主要受冷凝段结构的影响。3.对液膜相变在微尺度层次上进行分子动力学模拟,结果表明:计算完成后根据密度分布的不同,体系分为三部分:汽态、汽-液过渡态和液态,过渡态结构的厚度和温度成正比。微尺度水液膜的蒸发率和液膜厚度、环境温度息息相关。水液膜的蒸发率和液膜厚度、体系温度成正比关系。但是随着温度的升高和液膜厚度的增加,蒸发率的增长速度越来越小,蒸发温度400K和液膜厚度为1nm时蒸发率的效率最优。4.冷凝液化稳定时间随着温度的降低,所需时间越来越少。温度在298.15K以上时,所需时间随系统温度升高大幅增大。当温度在298.15K以下时,达到稳定所需时间随系统温度降低也越来越少,但是时间降低幅度逐渐减小;界面亲水性能影响冷凝液化的速率以及液膜附着的难易程度。外加电场可以有效增加界面亲水性能。亲水作用能和电场强度呈正比关系,但是增加幅度和电场强度的增加成反比例关系,同时冷凝液滴与壁面的接触角逐渐增加,促进壁面液膜的形成,在电场强度为3V/?时,亲水作用能增加效率最优。