随着高热流密度元件的广泛应用,散热成为首要考虑的问题。环路热管(loop heat pipe,LHP)作为一种靠毛细芯提供毛细抽力的两相流散热装置,其具有的效率高、传输距离长、传热能力强等优点被广泛的应用在电子元件装置中进行散热。本文首先介绍了环路热管的国内外研究现状。发现了毛细力并不是环路热管运行过程的唯一驱动力,工质相变产生的驱动力在环路热管运行过程中是不可忽视的。基于此,本文提出并搭建了突出汽相压头的环路热管,并从热力学角度、压降角度和能量角度分析了突出汽相压头的环路热管与毛细抽力驱动的环路热管的异同。在此类型的环路热管中选用高渗透率、高孔隙率且导热系数低的多孔介质作为吸液芯,并将吸液芯与蒸发器加热底板相分离,使之形成相变空间(蒸发腔),此种结构设计使得工质的相变发生在吸液芯外部,从而增大汽相压头和循环驱动力。同时,由于吸液芯的“排液阻汽”作用,使得相变产生的气体可以单向流动,进而降低了“漏热”现象的发生。实验系统中,冷凝器采用套管式的水冷方式。本文通过实验研究了不同灌充率、不同热沉温度、不同工质和不同真空度对系统运行的影响,主要得出以下的结论:(1)环路热管在灌充率20%-80%的范围内可以正常启动并维持稳定运行,并且当热负荷为75W、灌充率为35%时,环路热管表现出最优的工作特性,此时,蒸发器底板的运行温度最低为65.1°C,启动时间最短为1350s,运行热阻最低为0.18K/W。同时,环路热管在灌充率过低(15%)或过高(85)均启动失败。(2)环路热管在运行过程中存在最佳的热沉温度(18°C)。同时,随着热沉温度的升高,环路热管的启动时间和蒸发器底板的运行温度会受到一定的影响,并且过高热沉温度会导致环路热管启动失败。在不同工质的实验中发现:以甲醇为工质的突出汽相压头的环路热管表现出更优的换热性能,同时从价值因子的角度给出了选取工质的依据。(3)在不同真空度的实验中发现:在真空抽至190Pa(真空度101135Pa)时,蒸发器底板温度最低为55.7°C,启动时间最短为550s,热阻最低为0.14K/W。同时,通过与不同毛细抽力驱动的环路热管相比,在蒸发器壁面的运行温度相近时,突出汽相压头的环路热管的运行热阻更低。(4)突出汽相压头的环路热管温度波动不同于毛细抽力驱动的环路热管。在环路热管整体运行过程中,加热底板几乎没有明显的温度波动。此外,随着灌充率的增大或者随着热沉温度的增大,环路热管整体温度波动剧烈。