本文提出了一种基于微通道蒸发器的背板热管系统,采用微通道换热器作为系统蒸发器,板式换热器作为系统冷凝器,兼具微通道换热效率更高和背板气流组织更优两大特点,对应对高发热密度机柜散热和提高数据中心制冷能效具有重大意义。为对该系统的实际应用和设计优化提供支撑和指导,本文对基于微通道蒸发器的背板热管系统进行了实验和理论模型研究。通过实验研究分析各系统参数对换热性能的影响,得出:1)随充液率的增大,系统换热量先增大后减小,存在一个最佳充液率。如标准工况下采用R22工质的系统最佳充液率为65%~75%,此时换热量达到最大值7.9kW,且背板竖向各位置出风温度最低;蒸发器进出口工质温差达到最小。2)随着风量的增大,系统换热量增大,但系统EER变化平缓,基本不变。3)系统换热量随背板进风温度的增大而增大,随冷凝器进水温度的降低而增大,但二者换热量的增加率逐渐减小。此外,通过整理实验数据分析不同工况和工质类型对系统最佳充液率的影响,得到如下结论:1)系统最佳充液率随着背板进风温度的上升而增大,进风温度超过40℃后,最佳充液率保持不变;2)系统最佳充液率随冷凝器进水温度的降低而增大;3)R134a系统和R22系统最佳充液率基本一致,最大换热量不同。理论模型研究方面,首先对背板热管系统的传热理论进行介绍,建立了系统蒸发器和冷凝器的传热计算模型。然后建立了基于Mixture模型的微通道背板蒸发器数值模型,利用该模型对系统蒸发段内部工质流动状态进行了模拟分析和换热计算,微通道背板蒸发器内部出现泡状流、塞状流、环状流等,流型变化稳定,同时得到该系统最佳充液率为58%~62%。最后,本文通过建立最佳充液率计算模型模拟计算得到该系统最佳充液率为106%,与系统最佳充液率实验值相比偏大。