随着现代高新技术的发展,在化工、航天、制冷、电子、生物工程等工业领域也广泛地存在着微细通道内流动与换热的现象,同时,由于微细通道流动与换热出现了一些不同于常规大直径管道的新的现象,使得这一课题的研究具有重要的实用价值和科学价值,越来越多的研究者开始关注和研究微细通道内的传热与流动特性.但是到目前为止,不管是微细通道内的单相强制流动与传热还是流动沸腾换热研究结果仍不多,许多问题尚没有定论.此外,采用微细通道在地面常重力条件下模拟微重力条件下流动沸腾也是一个比较新的课题,在空间试验机会有限的情况下,基于航天技术发展的要求,地面模拟研究显得非常迫切.本文以R113为工质,试验研究了水力直径为2.54mm和3.88mm两种矩形微细通道内的单相和两相流动阻力及传热特性.研究结果表明,通道内的单相绝热流动阻力系数与理论预测值一致,但层流向湍流的转捩提前,转捩Re数约为1300~2000.尺寸较小的通道在层流区的换热系数略有提高,但总体与常规尺寸通道内的传热特性相似.在本文所研究的通道尺寸范围内,单相强制流动阻力特性及传热特性并没有太大的差异.对流动沸腾换热特性的研究,发现干度和质量流速对沸腾换热系数影响甚微,通道内起决定作用的传热机制是核态沸腾,两相强制对流起次要作用.本文用可视化的方法研究了流动沸腾流型特征及其演化,观测到了孤立汽泡区、汽泡受限区、弹状流和弹环流四种流型,并给出流型图.按流型区划分,考虑通道尺寸限制对换热的影响,给出了窄矩形通道内局部换热系数的经验关联式,与试验数据的相关系数不小于0.86.对常重力条件下微细通道内模拟微重力条件下沸腾两相流型进行了初步研究,结果表明,基于漂移流动模型的微重力两相流型转换模型可以准确地预测微细通道内流动沸腾弹状流向弹环流的转换.