随着环境问题日益严峻,人们开始意识到不应以牺牲环境为代价来推动经济发展,而应走可持续发展的道路。天然工质CO2因其良好的换热性能,并且具有其它工质无法比拟的环境优势,因此在制冷系统中替代其它合成工质已经成为必然趋势。本文主要使用数值模拟的方法,对CO2在微通道蒸发器内的气液两相流换热特性进行了分析,具体工作如下:首先,从环境保护和高效节能的角度出发,对CO2制冷剂和CO2跨临界制冷循环进行了介绍分析。其次,对于微通道内气液两相流问题的研究目前还比较欠缺并且尚未成熟,本文就此问题采用一种最简单的分析模型方法——均相模型,并介绍了它的基本理论方法与基本控制方程。然后,采用均相模型和表观热容法,基于有限元分析软件,对微通道内的CO2气液两相流进行了数值模拟,并对传热场和流场下的温度、速度、压力和气相体积分数等分布情况进行了分析。通过对换热量的数值计算结果与理论分析值的比较,验证了此方法的合理性与准确性。最后,采用均相模型和表观热容法,基于有限元分析软件,对微通道蒸发器内的CO2气液两相流进行了数值模拟,并考察了制冷剂的干度、质量流量、热源功率等因素对蒸发器换热效果的影响。基于对数值模拟结果的比较,对此微通道蒸发器进行了改进分析,并对改进后的蒸发器的换热能力进行了估算。本文证实了均相模型的可行性而且研究了CO2在微通道蒸发器中的气液两相流换热特性并提出了一些改进措施,对其他学者的研究以及工程领域的应用具有一定的参考价值。