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毛细泵回路(CPLs)和环路热管(LHPs)是一类两相热传递装置，它利用蒸发器中毛细芯的毛细力驱动工质流动，具有传输距离远，传输功率大，温差小等特点。CPL和LHP被认为是未来航天器最有前途的一类热控装置。 这篇论文的目的是研究小型化CPL及LHP蒸发器和整个系统的运行机理，优化设计整个系统以及对实验系统经行地面实验研究。研究的主要内容包括： 1．毛细芯和蒸发器的数值模型研究 建立了毛细芯内二维数值模型，该模型包括耦合的热力学和动力学模型。利用该模型可以方便得到毛细芯内的温度场，速度场，可以较精确地跟踪汽液界面的位置。模型揭示了毛细芯的工作机理。利用商业软件FLUENT等建立了蒸发器的三维数值模型，并利用该模型分析了不同结构蒸发器内的流动与换热过程，数值结果对CPLs和LHPs的设计起到了良好的指导作用。 2．系统数值模型研究 建立了描述LHP稳态运行特性的数值模型，分析了影响系统工作温度的若干关键因素，包括热沉温度，环境温度以及反重力高度等。建立了描述CPL系统热力学和动力学特性的瞬态模型，并利用该模型结果分析了系统启动容易失效、突然改变热流密度会导致蒸发其供液不足(Depriming)等原因。模型还揭示了储液罐温度的波动对CPL系统运行的稳定性非常不利。 3．CPLs和LHPs用高性能毛细芯的研制 采用粉浆浇注法和冷压法制备毛细芯型坯，氢气还原气氛烧结出了CPLs和LHPs用高性能毛细芯。实验详细研究了不同烧结参数，如坯密度、烧结温度、烧结时间等对毛细芯孔隙率、孔隙尺寸、机械强度、变形率等影响。毛细芯性能测试参数及电镜照片(TEM)结果均表明：研制出的毛细芯性能优越，孔隙率超过了68％，有效毛细孔径约0.7μm，同时具有机械强度高，变形率小等特点。分析结果表明，该高性能毛细芯可以显著地提升CPLs和LHPs的性能。 4．CPL和LHP系统的运行特性研究 针对当前航天器的热控要求设计了三套小型化CPL系统和一套LHP系统，并进行了地面实验研究，研究内容包括：系统启动特性、热流密度突变特性、周期热源条件下热特性以及不同姿态下系统热特性等等。实验结果表明，当前设计的CPL和LHP系统具有高性能和高可靠性的特点；同时实验结果也揭示了：CPL储液罐温度波动、蒸发器结构以及有效毛细抽力是影响系统性能最关键的几个因素。实验还重点研究了