随着现代科技的迅速发展、电子工业的实际需求、高热通量设备的应用以及散热空间的限制,对减小换热器尺度及其高效散热结构传热机理的研究越来越受到重视。与传统大尺度换热器相比,微小通道散热的显著优点有体积小,可以广泛应用各个领域特别是电子器件冷却;微小通道内的液体可以被迅速发展成核态沸腾,具有高效且强大的换热能力;可以批量生产,降低成本。因此其广泛应用于微电子工程、化工行业、航空航天、生物工程等领域。本文利用数值模拟的方法,采用层流模型,有限体积法对方程进行离散,SIMPLE算法处理速度与压力的耦合问题,对矩形窄缝通道的流动和传热性能进行了研究。在物理模型验证的基础上,考察了流速、窄缝通道宽高比及倾斜角度对流动特性与传热性能的影响。结果表明,随着流速的增加,通道内努塞尔数增加、压降增加、阻力系数减小;矩形窄缝通道宽高比越大,传热能力越强,流动阻力越小,当宽高比为10时传热性能达到最优。低雷诺数的情况下,由于重力相对于壁面效应的作用影响太小,通道倾斜度对窄缝内的传热性能及流动阻力影响不大。相比于常规尺度,窄缝小通道增大了水的表面积,更容易与加热壁面接触,对流传热系数远远高于常规通道。为进一步提高窄缝通道的换热性能,本文在矩形通道中加入微柱,通过单因素法研究了通道与微柱高度比H/h、间距直径比S/d、倾斜角度、截面形状及排列方式对通道的换热特性与流动阻力的影响。研究表明,随着h增大,微柱间隙速度增大,尾迹区高温区域越多,努塞尔数和阻力系数增大;通过改变S/d,发现当近壁面对微柱作用与微柱间的相互作用共同影响时,传热效果最好;当微柱倾斜与水流方向相同时,在产生扰流的同时也起到了推动作用,换热性能增强;截面为菱形的微柱由于两棱角暴露在流体中,更易导致水的激烈碰撞,形成涡流。综合考虑传热因子,研究得出带微柱结构的矩形通道最佳结构为:高度h=0.75mm、间距与直径比S/d=2、倾斜角度?=60°、截面形状为菱形、排列方式为错排。最后研究了非均匀热流密度下,水和乙二醇在窄缝通道的换热情况。研究表明,由于水的导热性好,粘度低,故水的传热性能更好。同时分析了非均匀热流下,水在三种截面微柱通道的流动与换热效果。发现与均匀热流比努塞尔数有所增强,这是因为微柱群集中在高热流密度区域造成的,菱形截面强化传热效果最好。并将自然对流与强制对流进行比较,结果表明前者传热性能远不如后者,要想达到更高的传热效果需要给定一定的入口流速。