当前,大型计算机服务器、数据处理中心以及航空航天设备等领域新技术的不断发展,对于高效热管理的要求也越来越高,研究与开发出高效同时兼具成本优势的热控解决方案势在必行。环路热管(LHP)是一种利用毛细抽力驱动工质进行相变循环的高效热控装置,但是LHP因其传热机制的问题,使其效能的提高受到影响。对于LHP而言,其吸液芯作为蒸发器的一部分,气液相变界面位于吸液芯多孔介质中的弯月面,吸液芯的主要作用是通过毛细压头驱动液体回流以补充蒸发的工质,维持系统的蒸发过程。基于该结构,一方面无法避免“漏热”现象的发生,使得流动阻力增大;另一方面流体在蒸发器内无法维持单一的相变,极易形成气液两相流,使得热管的驱动力限定在了某一范围内。本文提出了一种突出蒸汽相变为驱动压头的环路热管循环机制。通过改变平面式蒸发器结构,使蒸发器的底面与吸液芯之间留有间隙,从而构成相变空间(蒸汽腔),蒸汽腔的出口设有压力缓冲空间(均压腔)。理论与技术的关键在于,吸液芯内的多孔介质不存在相变界面,仅在蒸汽腔内因工质相变而产生蒸汽驱动力。因为回流的冷凝液不在吸液芯内相变蒸发,而是通过多孔介质的渗流,使工质不断滴入蒸汽腔,在蒸发器内造成传热与传质的相对分离,形成在蒸汽腔内维持单一相变而产生驱动力的低阻循环热机制。本文以新的热管传热机制为理论基础,建立了平板式环路热管可视化蒸发器,对其进行了启动和变工况实验,并进行了热阻分析。同时探讨了蒸发腔的高度与热管启动运行参数间的关系,通过对蒸汽腔内沸腾前期、沸腾阶段以及稳定阶段三个过程的观察与实验,为下一步的实验装置完善和闭路循环热管的设计,提供了实验数据和理论依据。研究结果表明:工质在蒸汽腔内相变可以产生相对较大的蒸汽驱动压头,蒸汽腔底部加热面、相界面、以及吸液芯三者运行参数能够进行良好的匹配耦合,将会有效提高环路热管的传热效能;0.5mm的蒸汽腔高度在所设计的四种实验工况中性能较佳,能够维持较低蒸发器热阻与总热阻的同时,能够有效抑制干涸现象的产生,并且有利于环路热管的小型化、紧凑化。