微通道换热器的主要换热方式为对流换热,但是随着通道尺寸的减小,各种作用力对比要发生变化,这使得微尺度领域的许多物理现象与宏观世界有很大差别。在微尺度领域,与特征尺寸的高次方成正比的惯性力、电磁力等的相对作用减小,而与尺寸的低次方成正比的粘性力、表面张力、静电力等的作用相对增大。这使得微尺度通道内流动出现了一些新的现象,这些现象明显区别于常规流道的传统理论,使得这一课题的研究具有重要的现实意义和科学价值。本文第一章介绍了课题背景与研究意义,并介绍总结了微通道电渗流和粗糙元的研究现状。第二章介绍了电渗-压力驱动流的一些基础知识,包括电渗流形成原理与Stern双电层模型、Poisson-Boltzmann(PB)方程、外加电场的Laplace方程、流体流动的连续性方程、动量方程、能量方程,以及由此推导出电渗-压力驱动流的动量方程。验证了电渗-压力驱动流N-S方程的正确性。求解无限长矩形方管内充分发展的层流流动方程,为以后的研究奠定理论基础。第三章介绍了CFD相关知识,完成了网格无关性验证,模型准确性验证,确定了模拟用网格尺寸只需低于2μm即可,通过模拟与实验数据对比发现FLUENT模拟微米量级的微通道是可靠的。第四、五章基于P-B方程,外加电场的Laplace方程以及描述电渗-压力驱动流流场分布的N-S方程、对流换热的能量方程,建立了电渗-压力驱动流的连续性方程、动量方程、能量方程等一系列方程组。求解了二维平板微流道电渗-压力驱动流流场的无量纲速度、无量纲Nu数、壁面温度与流体温差Tw-T的解析解,研究了溶液摩尔浓度C、外加电场强度E、双电层电势ζ、单位压降、尺度效应等对二维平板微流道电渗-压力驱动流无量纲速度分布、壁面剪切力比、Nu数以及Tw-T的影响。第六章基于有限体积法计算软件FLUENT数值模拟了双电层电势ζ分布以及外加电场强度E的分布,比较发现解析解与数值模拟结果相近,解析解具有较高的可靠性。同时还数值模拟了不同溶液摩尔浓度C、外加电场强度E、双电层电势ζ对二维、三维矩形微通道内流动与对流换热特性的影响。第七章基于有限体积法计算软件FLUENT数值模拟了三维矩形微通道内的流动与对流换热,研究了不同宽高比对流动与换热的影响。并研究了宽高比为4的矩形微通道内三角形矩形粗糙元高度与间距对流动与换热的影响。