电子散热技术作为电子器件可靠运行的重要保障,广泛应用于航空航天、大型服务器、军事设备设施、工业机器人和民用电子产品中。航空发动机、电脑芯片、雷达TR组件等发热部件都属于设备的核心部件,作为维持这类发热部件有效运行的电子散热器,其地位可见一斑。微通道液冷作为一种高效的冷却技术,已经广泛地在大功率的电子器件上得到应用。随着电子器件越来越小型化和大功率化,探索更高效的微通道液冷技术已迫在眉睫。基于此,本文以异型微肋阵通道为散热器冷板,结合脉动流、石墨烯纳米流体和CNT/石蜡复合PCM为强化传热的手段,开展了相关研究。具体的研究内容如下:（1）结合已有的文献研究,设计了4种错列分布的微肋阵通道模型:圆柱形微肋,圆锥形微肋,方柱形微肋和金字塔形微肋。通过数值仿真的方法计算了四种微肋阵通道在不同条件下的热阻、努塞尔数和摩擦因子等参数,发现变截面微肋阵通道,即圆锥形和金字塔形微肋阵通道的综合热性能要优于等截面微肋阵通道,即方柱形和圆柱形微肋阵通道。其中金字塔形微肋阵通道的综合热性能最优。在此基础上,对金字塔形微肋阵通道的微肋倾角和肋端间隙进行了优选设计,得到了微肋倾角为60°,肋端间隙为0.5mm时,为最优方案。（2）对金字塔形微肋阵通道进行了工艺设计和加工。开展了微肋阵通道内的纯水恒定流的换热实验,分析了通道内的流动和传热特性。发现随着雷诺数的增大,压降呈现出类指数式的增长,使得入口流量的增速逐渐放缓。通过分析通道内的速度场和温度场的协同特性,解释了微肋阵通道内强化传热的机理。定义了关于泵功率的能效因子,揭示了泵功率对传热的强化特性,量化了强化传热的效率。结果表明,能效因子呈先增大后减小的趋势,且随着泵功率增大到某一个阈值,强化传热效率将接近0,说明了泵功率对强化传热的不可持续性。（3）选用四种波形电压（方波,正锯齿波,反锯齿波,正弦波）驱动微流泵产生脉动流,开展微肋阵通道内的流动和传热实验。通过分析流量特性和热性能,发现方波电压均优于其他三种波形电压。在此基础上,开展了不同占空比的方波电压驱动的脉动流的流动和换热实验。发现不同占空比的方波电压驱动的脉动流都存在一个最佳脉动频率（5或6Hz）,使得此频率处的换热性能最佳。同时,占空比为25%和30%的方波电压条件下的换热性能要优于其他占空比。此外,还对脉动流的波形特性参数进行了定义和分析,采用计算权重分数的方法,定性分析了不同脉动流特性参数对强化传热的影响权重,其重要性排序为:激增率>振幅>波峰>波峰宽>波谷>波谷宽。另一方面,采用数值方法分析了脉动流条件下的场协同特性,更深层次地揭示了脉动流强化传热的机理。（4）采用两步法制备了浓度范围为0.05～0.2%的石墨烯纳米流体,以占空比为25%的方波电压作为驱动电压,研究了石墨烯纳米流体脉动流的强化传热特性。结果显示,最佳脉动频率的值并不受纳米流体浓度的影响。与纯水脉动流相比,纳米流体脉动流的换热效率有明显的增长,但其增幅明显低于其对应的纳米流体热导率的增幅。在脉动流的强扰动和混合下,纳米流体表现出了更高的强化传热效率,相较于恒定流状态,脉动流状态下的纳米流体比纯水的强化传热效率增强了3.7～5%。通过图像处理的方法对纳米颗粒在通道内壁的吸附沉积做了量化表征,进一步证实了脉动流的强扰动对纳米颗粒沉积的抑制。（5）混合了四种不同熔点的石蜡,形成熔点范围较宽的混合石蜡,通过掺入高热导率的碳纳米管（CNT）,制备了质量分数为5～15%的CNT/石蜡复合PCM。开展了纳米流体脉动流条件下,复合PCM的强化传热的实验研究。结果表明,最佳脉动频率为5Hz,当CNT质量分数为5%时,换热效率反而降低了,当CNT的质量分数为15%时,努塞尔数的最大增强率约为17.3%。