与传统热管不同的是,环路热管是一种蒸发器与冷凝器分离的两相换热装置。蒸发器内部毛细芯提供的毛细力驱动了工质流动,规避了传统热管两相工质在同一管道内相互逆行的缺点。经过数十年发展,环路热管已经根据用途、形态等因素被开发为多种类型。其中,小型平板型环路热管是中小型电子设备散热很好的解决方案。随着对环路热管探究的逐渐深入,很多环路热管独有的现象和缺点被发现。研究者也不断提出各种方案来解决环路热管工作时出现的问题。但是在小型平板型环路热管的应用过程中,由于蒸发器相对较薄,导致其漏热量大、毛细芯寿命较短、温度波动、启动不稳定等问题,严重制约了平板型环路热管的普及及发展。本文在同课题组和其他研究者的研究基础之上对环路热管内部结构进行了重新设计,采用了已经经过本课题组详尽研究过的碳纤维毛毡作为毛细芯。分别使用乙醇、丙酮和乙醇丙酮体积比为1:1的混合物作为工质,对环路热管的工作性能进行了研究。另外,结合环路热管内部工质的运行情况详尽探究了上述问题的发生原因,并对环路热管系统进行了可视化改造。使用石英玻璃作为顶盖,并通过特殊设计的密封结构、材料,实现了稳定的可视化运行。工质在内部的流动和相变过程被清晰的记录下来,并分析了温度波动、运行失效等问题的具体原因。在环路热管稳定启动和运行的条件下,本文主要从充液率、功率、摆放角度、工质种类和冷却温度这五个方面对环路热管的启动性能和温度波动进行了详尽的试验研究,并总结出相应的规律。确定了最有利于环路热管启动和稳定运行的工况条件。另外,本文对三种类型的温度波动都进行了探究。相较于其他已经发表的研究成果,本文中发现了数种第二类温度波动及过渡型温度波动。通过可视化设备,分析了其产生原因,发现温度波动产生的原因只与环路热管内部压力变化、流动阻力、管线体积、工质性质等方面有关,没有发现储液腔和液体管线中的工质气泡导致的温度波动类型。本文对不同工况下的传热性能进行了对比,发现了功率、摆放角度、充液率、工质种类和冷却温度这四种影响因素对环路热管的影响趋势,并通过试验数据确定了试验所用环路热管的极限工作性能。与第三章和第四章的分析结合,给出了环路热管在实际应用中较为有利的工况条件,即快速启动,平稳运行,传热能力较强的工况。经过本课题的试验研究,发现本次试验所采用的环路热管仍然存在一定的改进空间,本文给出了平板型环路热管的设计改善建议和验证结果。