本文基于强化传热的思路,借鉴广泛运用于工业界的搅拌机械,设计了一款利用耗功搅拌技术的紧凑型液冷散热器,其具有不同于普通液冷散热器的结构特点:取消了管路和微泵,构建了一个内置搅拌器的密封腔。工作时热量由散热器底部导入密封腔,搅拌器工作带动冷却水转动,形成旋转流场并以对流换热的方式强化散热效果。为了更好研究密封腔内部流场和散热器的温度分布,利用仿真软件FLUENT对处于稳态的紧凑型液冷散热器进行了数值模拟。模拟结果揭示了一些实验中难以直接测量的现象,并能够对进一步的优化设计工作提供方向和依据。不同叶型会形成不同的流场特性,继而影响换热效果,因此通过寻找适合的叶片、产生有利于对流传热的流场,是一种实现散热器设计优化的思路。计算得出在采用直径同为50mm、4叶片结构时,旋桨式叶片的散热效果略优于平桨式叶片。基于模拟结果,加工了一个与物理模型结构相同的液冷散热器,通过实验测试了散热器的换热性能。对实验测试结果与模拟结果间存在的不超过6.3%的偏差进行了简要分析,从实验设计、操作方法、模型简化等方面梳理了可能导致实验误差的因素。加工制造了一个外形尺寸完全相同实心铝合金热沉,来对比紧凑型液冷散热器的散热效果。将热沉与散热器分别作用于热源,测量一定功率作用下的热源终温。数据证实,当功率为85.2W时,采用液冷散热器的热源终温比采用实心热沉时低7.5℃,体现了散热器的性能优势。另外,以实验方法证明了提高搅拌转速会强化对流换热,但是当转速超过400转/分时将危及系统的稳定性。