由于微电子技术的不断提高,以集成电路为核心的电子设备在不断朝着小型化和智能化的方向发展,因此智能固件将会在未来生产生活中成为主题。而不断密集的IC电路也将会产生大量能量损耗和热流密度增大所带来的影响。电子芯片在长时间工作的情况下会产生大量的热,使的其整体温度升高到足以产生热应变的程度。因此,对电子芯片进行温度控制已经成为电子芯片应用的关键问题。目前以液体为冷却体的微通道换热器技术可以有效的对电子设备进行温度控制,但是传统的微通道设计以不再能够满足对电子芯片高热流密度和高温控制的要求。在此基础上,本文结合热设计的基本理论和方法,应用均匀性理论对换热器的微通道进行创新优化设计,提出了一种环形微通道换热器模型,通过数值方法和实验分析对其进行相关的流体流动和传热特性的研究,具体工作如下:首先,通过数值仿真方法对环型微通道换热器在层流状态下（Re:576～2300）进行分析,讨论进出口的分布方式对温度均匀性的影响,并分析对比了温度分布云图。结果表明:当进出口呈交叉排列时,温度分布更佳均匀。通过与以往同类型的直微通道换热器的换热性能进行对比,证明环型微通道换热器的换热性能更佳。其次,对新型环型微通道换热器进行实验,独立搭建了实验平台。加工环型微通道换热器实物模型,验证其传热性能。记录和分析实验数据,再与仿真结果进行对比。对比结果显示,努塞尔数最大误差是4.2%,压降的最大误差是5.2%,表明实验与仿真的结果误差在可以接受的范围内。分析了实验中的不确定性,可以确定努塞尔数的不确定性在4.65%。最后,通过强化换热理论对环型微通道换热器模型进行强化设计,在环形微通道中增加倾斜直通道,增加流体的二次流动。利用数值的方法对强化换热模型进行传热模拟,通过与环型微通道换热器模型对比发现,强化换热模型的最大压降降低了大约2.4%,努塞尔数增加了21.7%,总热阻的最大降幅为16.4%。讨论了强化换热模型倾斜直通道结构参数(倾斜角θ和宽度W_th)对传热性能的影响,当θ=20°时,压降比?为30°和40°时小,相比下降了3.9%,平均努塞尔数比30°时增加了8.1%,比40°时增加了11.2%。宽度W_th的值分别取0.72mm、1.44mm、2.16mm和2.88mm,与环形微通道宽度W_sc的比值β(β=W_th/W_sc)分别取0.2、0.4、0.6和0.8。当β的增大,平均努塞尔数显著提高,且当β=0.8时,平均努塞尔数比β=0.2增大了44.1%。同时总热阻呈现明显的下降,当β=0.8时,总热阻比β=0.2减小了20%。