En aplicaciones de gestión térmica que utilizan ebullición por flujo de dos fases, los microcanales rectangulares tienen una gran promesa debido a su facilidad de fabricación y características efectivas de transferencia de calor. En este trabajo, combinamos análisis experimentales y teóricos para proponer un modelo teórico basado en la evaporación de una película líquida delgada para predecir el rendimiento de transferencia de calor en microcanales de sección transversal rectangular. El modelo de transferencia de calor se segmenta en cinco zonas basadas en patrones de flujo de dos fases y el grosor transitorio de la película líquida. Estas zonas representan diferentes mecanismos de transferencia de calor por ebullición en el tiempo en microcanales: la zona de bulto líquido, la zona de burbuja alargada, la zona de secado en la pared larga, la zona de evaporación de líquido en la esquina y la zona de secado completo. El nuevo modelo explica de manera integral los fenómenos experimentales observados, incluyendo el secado en la pared larga y el adelgazamiento de la película líquida en la pared corta. Para validar nuestro modelo, se calcularon soluciones numéricas para estudiar las variaciones espaciales y temporales en los coeficientes de transferencia de calor. Los resultados mostraron una tendencia consistente con los datos experimentales respecto a los coeficientes de transferencia de calor promedio. También analizamos factores que influyen en las características de ebullición por flujo, como la relación de aspecto del microcanal, el diámetro hidráulico, la ubicación de medición, el flujo másico del fluido y el flujo de calor en la pared.