随着电子信息技术的迅猛发展,电子元器件逐渐向着高频化、小型化、高度集成化的趋势发展,从而导致其有效散热面积减小,热流密度不断增加。传统的散热方式传热效率较低,可靠性较差,不适用于高热密度电子器件的散热。而平板蒸发器环路热管具有传热效率高、传输距离远、反重力性能好和使用寿命长等优点,广泛应用于高热流密度电子器件的散热领域。首先,本文设计了一种新型的平板蒸发器环路热管,与传统的环路热管相比,该环路热管没有补偿器,并且在液线末端烧结有一端吸液芯结构,在减小热泄露的同时,可以阻挡蒸汽进入液线,从而稳定了蒸发器和冷凝器内的气液相变界面。其次,搭建了平板蒸发器环路热管的实验平台,主要研究了热负荷和热沉温度对系统启动性能,变负荷运行性能,温度分布特性以及热阻特性的影响。实验结果表明:(1)该环路热管可以在热负荷较低时顺利启动,启动时间较短,达到稳定运行时系统最高温度不超过85℃;(2)该环路热管在变负荷条件下,能够保持稳定的热输送性能;(3)热负荷越小,各特征点的温度变化幅度越小,环路热管的沿程均温性越好,而热沉温度对热管沿程均温性的影响较小;(4)热负荷小于50W时,环路热管处于变导热过程,系统热阻和环路热阻均随热负荷的增加而急剧下降;热负荷大于50W时,环路热管进入恒定导热过程,系统热阻和环路热阻基本保持不变。此外,系统热阻和环路热阻基本都随热沉温度的升高而减小,而蒸发器热阻随热负荷和热沉温度的变化不明显。最后,根据能量守恒,动量守恒以及热力学关系式,建立了平板蒸发器环路热管的稳态数学模型,该模型充分考虑了蒸发器内的传热过程,并且在实验数据的基础上,通过拟合换热关联式确定了蒸发传热系数,进而计算了系统稳态运行时的工作温度。将模拟结果和实验数据进行比较,相对误差在15%以内,说明该模型能够有效预测环路热管在不同热负荷下稳态运行时的工作温度。