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泵流体回路由于其能够主动传输大量流体的特性，正成为大型空间飞行器的传热解决方案的下一步发展趋势，并在资源紧张的小型飞行器中逐步考虑利用开发。同时，由于泵流体回路无需考虑启动功率与传热温差，其可以满足单一回路冷却多个不同温度、不同负荷的载荷目标。此外，由于泵流体回路本身不含有毛细结构，管路排布的自由性较大，可以满足一定程度上的复杂结构空间需求，以及进行热柔性传输。 目前，许多大型空间项目及微小型卫星的冷却方案正在应用泵流体回路进行开发，目标是利用较为紧凑、质量较小的冷量供给与冷量传输部件来冷却面积较大、负荷分布较为复杂、变化较为频繁的空间载荷。 而泵流体回路中一个重要的问题就是控制流体回路中的气相分数。由于泵驱动的过程中会产生压力突变，会使驱动的液体产生一定的气化，而压力变化也会导致液体换热工质中溶解的不凝气体组分析出，导致泵产生较为严重的气蚀;同时流体回路在换热端气相分数过大也会导致换热系数变小，而且阻力变大，对于换热与流动都有不良的影响。所以，根据液体与气体在多孔介质中的不同流动特性，利用多孔介质阻力区域在无重力或微重力条件下分离换热流体工质中的气体组分，是在空间有效载荷泵流体回路中非常重要和必要的一个改善性能的途径。能够有效的减少流动工质中的气相分数，就为泵流体回路在空间有效载荷中的广泛应用奠定了更好的基础。 以航天工程中用于冷却红外扫描相机冷光阑的泵流体回路为应用背景，对于在项目试验中体现出的主要问题-单相回路中气相分数的控制进行了研究分析，结合多孔介质两相流理论和多孔介质CFD流体仿真，设计了一种基于多孔介质阻力区域流动特性的气液分离装置，并在流体回路试验台中进行了测试，验证了装置性能，并为下一步的改进设计提出了优化方案。 分别对不同工况下的泵流体回路冷却光阑性能进行了试验，并对其换热与压降进行了理论计算和仿真模拟。针对泵流体冷却回路试验与理论中性能方面的差异，提出了解决问题的方案，其中核心部分就是有效控制换热回路中的气相组分，为后面的工作提出了应用中的需求。 分别根据多孔介质内两相流体微观渗吸与流动理论，计算了不同相态中气相的流动分数;其次根据改进后的两相流体Ergun方程，基于两相流的分相流模型，计算了两相流体与液相流体通过多孔介质的压降差异;最后根据气体表面张力导致在多孔介质中的阻滞效应，计算了气相组分的阻滞系数。根据以上三种理论中与多孔介质特征尺寸相关的计算结果，同时考虑工艺上的可行性，得到了构建多孔介质的优化参数。并根据优化参数，进行了气液分离的仿真模拟，仿真结果印证了理论计算的设计优化参数有效。 介绍了用于测试气液分离性能及流体换热回路性能的流体流动特性及传热试验台。从回路部件、测试部件以及地检采集系统方面对试验台进行了合理的设计，并总结了针对气液分离装置改善泵驱动性能、流体传输性能及换热性能的试验方法，并对试验结构和测点进行了介绍。 对流体回路及气液分离装置在常温及25℃下进行了性能测试、流动参数测试和可视化测试，根据测试结果验证了气液分离装置的设计目标，并提供了一定的改进思路，并得到了一定的结论 在较低流速下，由于较好的气液分离效果，导致气液分离及气相组分收集装置后方的气相组分更大程度上的减少。在泵前使用气液分离器时，可以明显减少由流体回路进入泵腔内的气相组分，从而改善泵的流体驱动性能，增加泵驱动的质量流量;泵后使用气液分离器时，可以有效分离泵腔内驱动部件高速运转空化产生的气相组分，减少整个回路中的气相组分。两种方式分别能够提高流体传输性能和提高流体的换热系数，都能够提高流体回路的换热能力。 最后，对本文进行了总结与展望，总结研究成果，提出不足，提出了对未来研究发展方向的看法。