电子设备的发展趋势决定其小型化和多功能化,会使其功耗增大、单位容积发热量明显提高。采用相变材料作为冷却介质是实现设备大规模化、高性能化且满足数据机房高热流密度散热的有效方法。相变微胶囊悬浮液作为固-液冷却介质有较高的能量密度,在应用中比气-液相变介质有工质体积变化小等优势。现如今相变微胶囊悬浮液已被在以泵为驱动力的管内换热实验中广泛研究,但悬浮液在自然循环驱动力作用下闭式环路热虹吸系统中综合换热性能实验研究的报道较少。因此,相变微胶囊悬浮液作为冷却介质可为闭式环路热虹吸系统中的换热性能研究提供新思路。本文分析了制备时间和基液配比对相变微胶囊悬浮液稳定性的影响,确定基液配比为46 wt.%无水乙醇的乙醇水溶液,磁力搅拌0.5 h再超声振荡0.5 h,以达到悬浮液流动性及静置稳定性良好的目的,质量浓度不超过15.0 wt.%的悬浮液可被视为牛顿流体。相变微胶囊悬浮液在闭式环路热虹吸系统中的换热实验以两种不同加热段形式进行对比分析,即加热段为直管段形式和加热段采用交错互通式微通道散热器形式。悬浮液在两种系统形式的不同运行工况下均成功启动,系统在运行稳定状态下的环路壁面温度分布规律一致,且均得出加热段入口努塞尔数不仅随热源功率的增加而增大,而且随冷源温度的升高有增大趋势。同时揭示了冷源温度与热源功率二者的合理匹配对悬浮液系统运行有显著影响,对于加热段采用微通道散热器的闭环热虹吸系统,5.0 wt.%悬浮液在17.5 W/26°C工况下的系统整体换热性能好于基液和2.0 wt.%悬浮液;对于加热段为直管段的闭式环路热虹吸系统,在20~30 W/22~30°C工况下,0.5 wt.%悬浮液在系统中的整体换热性能较好,且在自然对流环路的热源位置起到的对流换热作用明显。对比两种加热段形式的闭环热虹吸系统实验结果,发现与加热段为直管段系统相比,加热段采用微通道散热器系统的热源温度和环路热阻较低、加热段入口努塞尔数较高。在闭环热虹吸系统中交错互通式微通道散热器的设置增加了工质与高温壁面的接触面积,从而促进了工质循环和工质相变潜能的利用。对于加热丝缠绕直铜管形式的加热段,其通过单位面积的热通量较小,而加热段改为交错互通式微通道散热器且用陶瓷加热片进行加热时增加了热流密度输入值,进而加热段采用微通道散热器的闭环热虹吸系统可进一步应用于有高热流密度散热需求的数据机房芯片降温中。对采用微通道散热器的加热段内进行流动相变数值模拟,加热段出口测点温度的实验与模拟结果的相对误差在11%以内,验证了数值模拟结果的正确性。