现代高新技术发展中各种微尺寸结构及系统的开发，迫切需要对微尺度流动和传热特性进行研究，其进展将给设备的小型化和微型化带来革命性的变革，而微尺度条件下流动与传热过程呈现出许多与常规尺度情况不同的现象，也对已有的唯象理论提出了挑战，从而成为当今热科学研究领域中的一个新的热点。 本文以电子芯片冷却为背景，设计了一种新型的小尺度槽道换热器，通过数值模拟方法与实验研究相结合，综合探讨小尺度换热器的传热及阻力特性及其影响因素。 在数值模拟的过程中，小尺寸矩形通道的当量直径d<,e>=0.2mm～1.4mm，高宽比h/w=2～10。采用有限容积法，并对CFD软件进行了二次开发，改进了Boussincsq假设，对所有计算区域，均采用变物性求解技术，湍流区的计算均采用标准k=-ε模型与壁面函数法相结合的方法，整场耦合求解微流道内的流场与温度场。并建立了两种不同槽道布置型式(平行型与放射型)的小尺度换热器的三维整体模型，对比分析了槽道布置方式的不同对小尺度换热器整体性能的影响。 数值计算的结果表明：在所研究的范围内，液体在小尺度通道中的层流阻力系数与流道当量直径的关系不大，液体的紊流阻力系数随着当量直径的减小而略有减小；阻力系数，随着流体介质Pr数的减小而略有减小；液体在小尺度矩形通道中对流换热，流道特性尺寸对层流对流换热影响不大，紊流对流换热努谢尔特数随着当量直径的减小而增大；Nu数随着Pr数的增大而增大。 在单相强迫对流情况下，对不同当量直径(0.55mm、0.91mm、1.38mm)，槽道截面形状分别为矩形和三角形的小尺度流道换热器，以水和乙二醇溶液为介质，进行实验研究。实验雷诺数的范围为300～3000。实验过程中，由芯片散热模拟块给实验段加热，流体经水泵加压后进入实验段将热量带走。加热后的换热介质通过板式换热器由恒温水槽中的冷水将其冷却，冷却后再进入水泵完成一个循环。 实验结果表明：小尺度流道换热器的槽道形状、单槽道的当量直径，换热介质的物性参数以及槽道的布置型式对单相对流换热与流动特性有显著影响．槽道形状与雷诺数相同的情况下，当量直径越大，Nu数越大；从换热效果来看，三角形槽道换热器要优于同当量直径的矩形槽道的换热器；换热介质的Pr数越大Nu数也越大；小尺度槽道内流动阻力系数低于常规尺度槽道；矩形流道换热器阻力特性明显优于三角形流道换热器；流动阻力系数f随当量直径的增大而减小；阻力系数与工质Pr数无关；层流向湍流过渡的临界雷诺数Re<,c>较常规尺度提前，大约为700～1200。另外，本文数值计算与实验测试所得结果基本一致，以Nu-Re关系为例，实验与模拟的最大误差层流为15.7％，紊流为17.6％，在允许误差范围内。