伴随着电子技术、生物医学技术以及航空航天技术的迅速发展，微型生物芯片、微型反应器以及微型燃料电池等微型产品的研究也引起了专家和学者的广泛关注。微型系统的应用除了对材料性能和加工工艺等方面提出更高的要求，系统散热和运行可靠性方面也提出了新的挑战。本文即针对可应用于微尺度散热的微流道的流动与散热问题进行研究和探讨。本文采用了模拟与实验相结合的方法，针对具有不同结构参数的分形树状微通道结构内流体的流动、换热情况及综合性能进行研究。在微通道的流动及换热特性时，选用流体进出口压差，流体与壁面的平均换热系数以及COP (coefficient of performance)对流道进行评价。同时，为说明分形结构流道内流体的流动与换热特点，引入相同换热面积的直管结构和S形结构进行对比。本研究中雷诺数的范围在0至1600之间。通过分析实验现象和模拟数据，分别获得微通道内流体的流动、换热及综合性能与流道分支数，深宽比以及局部结构等因素的关系。研究结果表明，整体看来，分形树状微通道结构与相同换热面积的直管和S形微通道相比，在流动和换热方面有一定的优越性。另外，分形树状微通道的结构参数包括分支数、深宽比以及局部结构参数对微通道的流动与换热特性有重要影响。具体来说，分形结构越复杂则流动过程中的损失越大；受到结构扰动的影响，流体与壁面的换热效果增强。本文通过综合考虑流动和换热效果并对微通道结构进行局部优化，获得较为理想的分形树状微通道结构。