近年来，电子元器件及设备已经渗透到高科技和现代生活的各个领域，其大功率、高集成度、高热流密度的发展趋势，使得微机电系统的散热冷却技术面临严峻的挑战。而矩形截面微通道热沉作为一种高效的散热手段，具有结构简单、紧凑、制造加工较易等优点而受到研究人员的广泛关注。论文从影响热沉散热性能的因素考虑，研究了矩形截面微通道热沉的散热性能。　　首先，针对矩形通道内流体单相稳态层流流动与换热问题，理论推导了均匀热流密度边界条件下，矩形通道内充分发展层流流动的速度分布以及对流换热努赛尔数Nu的解析表达式。指出，通道内垂直于通道高度方向的任意截面，速度分布均呈抛物线状，且截面最大速度是截面平均速度的1.5倍;努赛尔数Nu是一常数，大小与通道高宽比α有关，当通道高宽比趋于无穷大时，Nu趋近于固定值8.23，这与相关实验研究的结论吻合良好。　　其次，通过数值模拟的方法建立了铜基矩形截面微通道热沉的三维共轭传热模型，研究了以纯水为冷却介质，系统泵功和热沉基本尺寸不变的条件下，热沉总热阻随通道高宽比α、通道孔隙率β以及通道数N的变化规律;并在此基础上，研究了热沉的最佳通道结构参数配置以及以最佳通道结构为例，探讨泵功对热沉性能的影响。指出，通道高宽比α、通道孔隙率β以及通道数N对热沉散热性能的影响主要体现在这三个参数所耦合影响着的热沉总热阻的三个组成部分（固体导热热阻Rcond、流体对流换热热阻Rconv、流体热量热阻Rheat）的热阻值是增大抑或是减小。热沉总热阻的变化趋势取决于三者变化量之间的平衡关系。研究还发现，泵功是影响热沉热阻的重要参数;当热沉结构固定时，在一定范围内增大系统泵功，能够显著增强热沉散热性能。　　最后，从冷却介质的角度考虑，研究了新一代冷却介质——纳米流体应用于微通道热沉，其基液性质、纳米颗粒体积分数、颗粒种类及尺寸等参数对热沉散热性能的影响;并探讨了纳米流体在微通道中的流动压降特性。发现，纳米流体基液的性质及颗粒体积分数对热沉散热性能有着重要的影响;相反，颗粒种类及尺寸的变化对热沉散热性能影响不大;低体积分数的纳米流体流动压降较纯水而言，只有轻微增大。实际应用中，推荐采用基液黏度小，颗粒体积分数较小，颗粒物性参数ρCp较大且颗粒尺寸较小的纳米流体。