Введение. В настоящее время одним из наиболее распространенных типов теплообменных аппаратов являются пластинчатые теплообменники, в том числе микроканальные. Для повышения эффективности теплообменных аппаратов необходима оптимизация геометрии пластин, что реализуется с помощью численного моделирования течения и теплообмена. Численное моделирование требует валидации результатов не только по интегральным характеристикам, таким как перепад давлений или коэффициент теплоотдачи, но и по структуре течения. Метод. В работе экспериментально и численно исследована структура течения в щелевых каналах с односторонним плавным расширением и сужением: с минимальной (33 %), средней (53 %) и максимальной (200 %) степенью расширения при числе Рейнольдса около 300. Для численного моделирования использовалась стационарная трехмерная несжимаемая постановка на основе осредненных по Рейнольдсу уравнений Навье–Стокса с их замыканием посредством модели турбулентности k-ε Realizable. В ходе экспериментальных исследований был применен оптический метод анемометрии по изображениям частиц, заключающийся в кросс-корреляционном анализе последовательных снимков потока с засеянными частицами-трассерами, что позволяет определять их среднее смещение за время между кадрами, и, как следствие — двухмерное поле скоростей. Для реализации данного метода был создан стенд, в том числе разработан, изготовлен и испытан капельный генератор на основе сопла Ласкина. Основные результаты. Результаты численного моделирования и эксперимента показали мгновенные и осредненные поля скоростей в срединном продольном сечении каналов. Полученные результаты подтвердили качественное и количественное согласие с экспериментальными данными, отклонение не превышает 8 %. Установлено, что в случае значительных расширений в широкой части канала может возникать вихревое течение, при этом вихрь не является стационарным, несмотря на низкое число Рейнольдса и перемещается как влево-вправо, так и вверх-вниз, что при осреднении приводит к различиям в векторных полях скорости между результатами эксперимента и моделирования. Обсуждение. Подтверждено, что используемые в настоящем исследовании модели и подходы обеспечивают приемлемую точность с точки зрения воспроизведения структуры течений. Ввиду наличия вихревых структур при большой степени расширения, которая может быть образована оребрением со значительной высотой ребер, для использования в теплообменных каналах рекомендуются каналы с малым и средним расширениями как обеспечивающие безотрывный характер течения.