1.课题背景及意义 随着电子元件向微电子方向的日益发展，电子元件产生的热量增加并达到空气冷却的极限，高热流电子元器件散热技术成为了微电子领域发展面临的重要难题，虽然微通道热管技术一定程度上微电子领域发展的需求[1-2]，但通道尺寸过小和成本较高制约了微热管的广泛应用。

热虹吸管良好的传热性能能够满足在有限空间内，热控设备小型化及无泵驱动的需求[3]，热虹吸管在高热流密度器件中的使用引起了大家的兴趣。

环路两相热虹吸管（简称热虹吸管），是利用重力回流冷凝液的高效换热器，热量以蒸发热的形式从蒸发器转移到冷凝器，它可将大量热量通过其很小的截面积远距离地传输而无需外加动力。

热虹吸管具有超高的导热性，优良的等温性，热流密度可变，热流方向可逆，很强的环境适应性等优势，可做成热二极管或热开关[4]，在余热回收[5]、太阳能中高温利用[6]、聚光光伏发电[7]、户外电信设备[8]以及电子元器件的高效散热[9]等领域具有很高的应用价值。

2．国内外研究现状 2.1、影响热虹吸管性能的因素 环路两相热虹吸管性能受到诸多因素的影响，主要有：系统驱动力，蒸发器冷凝器的换热能力，热流密度，系统压力，质量流量，管路结构和制冷剂的热力性质等，启动时间也是评价热管性能的重要参数。

Rahmatollah KhodabaIldeh在他的论文[10-12]中讨论了压力，制冷剂的热力性质, 热通量，系统压力，质量流量，蒸汽分数，蒸发器通道直径和蒸发器与冷凝器管道距离对先进两相热虹吸环路传热系数的影响, 结果表明，传热对汽相分数的依赖程度较弱，而对热流密度和系统压力的依赖程度较高，这说明核沸腾是热传导的主导机制, 对相同直径的热虹吸管，传热系数随蒸汽率增加而略有增加。

卫铃佼[13]用探索性实验研究了大充液率环路热虹吸管的传热特性和传热能力，并与单相环路热虹吸管进行对比，发现单项环路热虹吸管在低于其传热极限的加热功率下都可以达到稳态阶段，而大充液率环路热虹吸管需要在较高的加热功率下才能达到稳态，在较低加热功率下不能正常工作。

论文中还通过可视化实验研究环路热虹吸管内汽液两相流动特性，发现加热段处汽泡的产生对大充液率环路热虹吸管的启动有重大意义，在汽泡的加速作用下，大充液率环路热虹吸管管内工质的流动速度显著提高。

在很多文献中谈到直径对传热系数的影响，Lazarek和Black[14]等人发现传热系数随着直径的减小而增加，随着管径的减小，尺度效应对热虹吸管的流动不稳定性有着重要影响[15-16]，随着管径的增加，传热面积与加热管体积之比变小。

换句话说，较小的管道在特定的热流动方面比大的管道更有效。