近年来，随着微机电系统的迅速发展，自然科学及工程科学研究中设备小型化的要求不断提高，由微泵、微反应器、微换热器等组成的微机电系统的设计与制作接受着现代科技发展的严峻挑战。而微反应器作为微机电系统中应用最为广泛的一部分，在电子技术、生物医学、材料科学、汽车电子及临床医学等领域得到了广泛应用，其承担的压力日益增大。在微反应器的发展中，如何实现两种流体的快速混合，以便进行后续的分析和实验，使得微混合器的研究成为目前的研究热点之一。本文设计制作了一种基于非对称分离重组原理的平面内被动式微混合器，分别以去离子水和乙醇为工质介质，进行了流动、混合及换热特性的理论研究及实验验证。首先对平面内分离重组错位通道结构微混合器的流动及混合特性进行了数值模拟，研究结果表明：通过改变微混合器的几何形状对微混合器混合性能的影响显著。错位通道结构微混合器在非对称圆形通道的基础上改变了循环单元间主次通道的结构，增大了流体间的扰动，增加了工作介质间的接触面积，而这种结构优化本文从两方面进行了讨论：随着错位通道结构错位角度的增大，微混合器的混合性能逐渐提高；随着错位通道比的增大，微混合器的混合性能出现先增后减的变化趋势。同时，微混合器内工作介质的入口流速严重影响其流动及混合状况。考虑错位角度对微混合器出入口压力损失影响甚微，错位通道比和Re数的大小成为影响微通道压降的主导因素；最终，综合考虑各种因素的影响，确定最佳错位角度为120°，最佳错位通道比为w3/w4=1。其次，本文对三种结构类型不同的微混合器的流动及混合特性进行了研究和讨论。研究结果表明：不同的微通道结构对内部流体工质流型的影响显著，通过改变流体流型，增大了工质间的质量传输，进而影响流体工质的混合性能；在相同雷诺数下，错位通道结构微混合器的混合效果最佳，对称圆形通道结构微混合器的混合效果最差；通道几何结构在影响微通道内流体混合的同时，复杂的通道结构也会增大其压力损失值，错位通道结构微混合器的压力损失远大于其他两种类型的微混合器。再次，本文利用PDMS材料制作了错位通道结构微混合器实验芯片，以去离子水为实验工质进行了实验研究。在实验过程中，其中一个入口的去离子水用黑墨水进行标记。实验结果表明：不同雷诺数下，微通道内的流体混合情况与数值模拟结果吻合度良好；在不同流量下，微通道出入口压力损失的实验结果与数值模拟结果误差不超过5.1%。最后，改变错位通道结构微混合器的入口工质温度，对其流动、混合及换热特性进行了数值模拟，模拟结果表明：当改变入口工质-去离子水的温度时，流体工质的物理特性部分发生改变，微混合器混合工质的出口温度不同；变温度的混合工质，并没有从本质上改变流体的流型、混合性能及压力损失，说明温度对强化混合的影响不大。