近年来，随着电子设备的小型化以及功耗增加，对热控技术的要求越来越高。由于两相毛细热传输装置(如环路热管等)在热控方面具有无运动部件、效率高、等温性好以及热阻低等优点,使其成为国内外诸多研究者的研究热点。但是一些关键问题严重限制了这类装置的实际应用(例如远低于理论极限情况下系统运行失效等)，其原因与人们对起着关键作用的毛细弯液面蒸发换热机理的欠缺了解有很大关系。本文首先从增广杨拉普拉斯方程出发，通过蒸发弯月面的连续性方程、动量以及能量平衡方程等，建立蒸发弯月面的热质传输模型。在此模型基础上，考察热边界性条件、几何条件以及热物性参数等对蒸发弯月面蒸发换热的影响。研究结果表明处于蒸发状态下的弯月面与静态下的弯月面有很大的不同；蒸发弯月面中微观薄膜区的蒸发换热量在整个弯月面中占有很大比例，而这一区域的蒸发换热往往容易被忽略。并通过蒸发弯月面的传热传质研究得到了热负荷变化下的表观接触角以及有效毛细半径等重要参数。基于蒸发弯月面的传热传质的研究结果，建立毛细相变回路的蒸发换热模型以及回路压损模型，于是可以得到毛细相变回路的毛细传热极限。采用数值的方法分析毛细相变回路的毛细传热极限的影响因素。并对比考虑了加入微观薄膜区蒸发换热的毛细传热极限和通常被忽略情况下的毛细差异；也讨论了与Cotter理论将弯月面静态处理的毛细极限的差异。本文的研究对于提高毛细相变回路的传热能力有着重要作用，并且对于毛细相变回路的稳定机理也有一定的作用，对于今后设计大传输能力的毛细相变回路具有较好的指导意义。