微尺度流动沸腾传热在微机电系统、航空航天、高热流密度微电子等领域具有广阔的应用前景,一直是国内外的研究热点。尽管很多学者在该方面开展了大量研究工作,但是对其机理的认识仍存在一定争议。本文从流型、传热特性及压降等方面切入,对微通道内流动沸腾进行了可视化观测研究。本文建立了微通道流动沸腾实验系统。介绍了实验系统的组成、实验参数测量方法、实验数据处理及不确定度分析,并对实验系统的密封、保温及实验段设计思路等关键部分展开了详细介绍。以去离子水为工质,对10条宽0.2 mm、深0.6 mm的矩形微通道内流动沸腾传热特性及压降变化规律进行了可视化实验研究。在本文实验范围内,通过高速相机观测到了三种主要流型,分别为泡状流、弹状流及环状流,出现了局部干涸现象和逆流现象。在高热流密度下,单相流与三种两相流型,以及局部干涸会以一定周期间歇出现,且周期随热流密度的增大而减小。本文得出了流体在不同质量流速及入口过冷度下的沸腾曲线,随着入口过冷度的减小或质量流速的减小,出现沸腾起始（onset of nucleate flow boiling,ONB）所需的热流密度降低,且对应的壁面过热度减小。分析了质量流速及入口过冷度对局部传热系数的影响,探讨了不同干度下的传热机理。ONB后,在低干度下,沸腾传热以核态沸腾及强制对流传热共同作用为主导机理,在同一干度下,局部传热系数随入口过冷度的增大而增大;当质量流速处于中间值时,在两种传热机理共同作用下的传热效果最弱。在高干度下,沸腾传热以薄液膜蒸发和强制对流传热共同作用为主导机理,同一干度下,局部传热系数随质量流速的增大而增大,受入口过冷度的影响不大。当流体入口过冷度为60℃、质量流速为138.9 kg/m~2?s时,局部传热系数随热流密度增加出现先减小后增大、随后再减小的趋势;在其他工况下,局部传热系数均随热流密度的增大出现先增大后减小的趋势。最后,本文进行了微通道流动沸腾压降特性分析,结果表明,在ONB前,两相压降变化不明显;在ONB后,两相压降随着干度的增大而增大;相同干度下,压降与质量流速呈正相关趋势,与入口过冷度呈负相关趋势。