随着电子集成技术的不断发展,电子设备的微型化和集成化已成为当今的主流趋势,随之出现的是电子设备热流密度过大,局部热点及散热困难等问题,如何在有限的空间内高效散热成为新的难题。然而,传统风扇散热体积大,效率低;浸沉式液冷散热成本高,系统复杂,维护困难,均不适合大范围推广。环路热管作为一种被动式的两相传热设备,利用工质的蒸发冷凝相变来传输热量,具有体积小,传热效率高,运行安全稳定等优点,是解决电子芯片散热问题的优良方案。本文设计制造了一种无储液室,液线内填充有毛细芯的新型液线毛细芯环路热管。该结构设计,一方面有效减小了蒸发器的体积,另一方面,增大了蒸发器和液线间的热阻。通过充液率实验确定了其最佳充液率为25%。本文为了说明液线毛细芯环路热管较传统储液室结构环路热管仍具有可行性和部分优势。通过实验测试了该新型环路热管在水平状态下的启动和传热性能,并与相同条件下传统平板式环路热管的传热性能对比分析。与传统环路热管相比,液线毛细芯环路热管在低负荷启动时热阻明显较小,10 W时仅为传统环路热管的7/10,且有效消除了温度振荡现象。高负荷启动时热阻略大但启动时间大幅减少,在130 W时启动时间仅为传统环路热管的1/2。本文通过对液线毛细芯环路热管的不同初始气液分布、变功率及重力辅助条件下的运行性能进行测试分析,发现新型环路热管在初始蒸发器及气线充满液体的最不利工况下,10 W负荷时仍能成功启动,但出现了11.9℃的温度超调现象;在水平状态下有良好的变工况运行性能,响应较快,无温度振荡,且液线毛细芯进口温度受负荷变化影响有限,可以维持在一个较低的温度,利于系统在变工况下的迅速响应和稳定运行;在重力辅助运行时运行性能较水平运行有很大的提升,10°或20°重力辅助时运行性能提升明显,极限热负荷分别达到了230 W和250W。重力倾角继续增大时运行性能提升效果衰减。本文基于液线毛细芯环路热管运行过程中的工质质量守恒方程,能量守恒方程和热动力方程,建立了液线毛细芯环路热管的稳态数学模型以预测其蒸发温度、压降等运行参数,与实验数据吻合良好。通过对不同充液量、不同液线毛细芯长度的模拟计算,对液线毛细芯环路热管结构及性能进行优化。