新一代电子设备的散热需求已经远超传统冷却技术的设计极限,在此背景下微通道换热器越来越受关注并成为当前的研究热点。本文设计加工了一款新型凹穴型微通道换热器;通过数值模拟方法对比分析了凹穴型微通道换热器与传统矩形直微通道换热器的性能差异;继而着重研究了凹穴偏离度、重合度以及排布方式对凹穴型微通道换热器的压降特性、换热特性及流速分布的影响规律;最后,搭建了换热性能测试平台,通过实验数据验证了仿真结果。主要研究结论如下:流体流经凹穴型微通道换热器比矩形直微通道换热器需要更大的压降。在所研究流量范围内,矩形直微通道换热器换热性能随着流量的增加,呈先提升后降低的趋势;凹穴型微通道换热器换热性能随着流量的增加而增加,但增加趋势在减缓。在入口流量较小情况下,凹穴型微通道换热器换热性能并没有展现出优势,但是随着流量的增加,凹穴型微通道换热器换热性能明显优于矩形直微通道。流体在流经凹穴偏离度越大换热器,压降越高。凹穴偏离度影响着凹穴内二次流的产生,偏离度越大的凹穴,形成的二次流就越复杂,对主流的干扰作用越强,所以凹穴偏离度越大换热器换热性能越佳。凹穴重合度与排布方式对换热器总体压降几乎没有影响。同对凹穴之间重合度太大会相互抵消一部分对主流的干扰作用;重合度越小,凹穴对主流的干扰作用越强,此时换热器换热性能也就越好。小流量时,先密后疏型凹穴型微通道换热器换热性能最好;中等流量时,均匀排布型换热器换热性能更好;流量较大时,先疏后密型换热器表现出最佳换热性能。实验结果与仿真结果基本一致,但是实验所得到的单位体积换热系数Kv比模拟仿真值要小,而且Kv曲线提前出现了下降趋势。