“纳米流体”作为一种新型的功能性流体，具有导热系数高、稳定性好等诸多优点，受到了学术界和工业界的高度关注，其作为一种新型的工质在强化传热领域具有广泛的应用前景。微尺度传热广泛存在于微反应器、微型燃料电池、微蒸发器、微冷凝器、微热管、微汽泡执行器等微流控器件中，因热流密度非常高，传统的换热工质由于导热系数较低，已经很难满足要求，纳米流体的出现正好可以解决这一问题，因此对于微尺度下纳米流体换热性能的研究具有重要的科学与实际意义。　　 本文首先对并联微通道中，纳米流体单相对流换热性能进行了研究，通过理论分析了在热边界层发展阶段，纳米流体有效导热系数对于其强化传热效果的影响，解释了不同研究者所得到的强化传热效果不同的原因。接着通过实验研究了各工作参数对纳米流体强化传热效果的影响，发现在热边界层发展阶段，纳米流体的强化传热效果与热边界层厚度密切相关，热边界层越薄，纳米流体的强化传热效果越好。　　 其次实验研究了单个微通道内纳米流体的单相与两相对流换热情况，发现单相时，纳米流体可以有效减小壁面温度；在流动沸腾时，纳米流体与纯水工质会出现明显不同的流型，从而使得两者的换热情况也有很大的区别。纳米流体可以有效地提高流动沸腾时的换热系数，并且可使出现沸腾不稳定性时的热流密度得到大幅度的提高，即有效地延迟了微通道中的沸腾不稳定性起始点(OFI)，且在为腾不稳定性阶段，纳米流体可以明显抑制沸腾不稳定性。　　 再次根据纳米粒子对于汽夜固三相线的作用，提出了纳米流体在微通道中的换热模型，并通过该模型解释了在沸腾时，在微通道中出现不同流型以及换热系数明显不同的原因。　　 最后研究了在脉冲加热下，微加热器的气泡动力学行为和温度响应曲线。发现纳米流体中纳米粒子的浓度对于微加热器表面的气泡动力学行为以及温度响应曲线有明显的影响。当换热工质中不存在纳米粒子时（W=0），气泡一直附着在微加热器表面，随着脉冲周期做周期性的胀缩，膜上温度在脉冲高电平时也一直升高。在低浓度纳米流体中（W=0.1％，0.2%），微加热器表面的气泡可以脱离微加热膜表面，膜温相应曲线也出现相应的波动；当纳米粒子浓度继续增大时（Wt=0.5%），微加热器气泡动力学行为与纯水时相似，但膜温明显减小，且上升幅度明显变缓。并通过分析解释了产生上诉现象的原因。　　 本文对于纳米流体在微尺度下的单相和两相对流换热进行了系统的研究，阐述了纳米流体强化传热的有关机理，对于目前各研究者的不同研究结果进行了分析讨论，本文结果为纳米流体在微通道换热器中的应用提供了指导，并为纳米流体强化换热的机理研究提供了依据。