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本文以水、甲醇作为工质，设计并制成了4个冷却器样品，对其冷却性能进行了实验研究，并提出了冷却器的设计优化方案。采用高速动态数据采集系统对冷却器的散热性能进行了测试，获得了脉动及冷却性能曲线等数据，为冷却器的优化设计奠定了基础。在实验中，研究了不同的工质对冷却器散热性能的影响、冷却器的最佳充液率、加热功率对散热性能的影响、冷却器的不同结构对散热性能的影响，并且分析了实验中出现的一些特殊的脉动现象，解释了其原因。
由于甲醇具有较好的流动性和较小的表面张力和汽化潜热，因而具有较短的脉动周期，容易在较高功率的时候发生烧干。而以水为工质制成的冷却器，脉动曲线极不规则。但是由于水具有较高的汽化潜热和表面张力，可在较少的工质充液率下获得更好的散热效果。根据实验可知，在较低功率例如130W以下时，以水作为工质效果更好。在较高功率时，由于甲醇的流动性更好，采用甲醇作为工质效果更好。
根据本文定义的充液率，冷却器的最佳充液率在30％～50％，过低容易发生烧干，过高则影响工质的循环传热。
冷却器的管路结构对于散热性能具有重大影响。根据实验数据改进获得的冷却器结构具有更好的散热能力。尽量减少管道弯头数量以免影响工质循环流动，采取降低冷凝器存液的结构，在较高功率时使用较大的蒸发器与冷凝器高度差，较小功率时使用较小的高度差。
发现了冷却器的不同运行模式，有正运行、逆运行、单热管和双热管四种模式。正运行指的是工质沿着预定的顺序从蒸发器汽化，沿着蒸汽管进入冷凝器，然后冷凝回流到蒸发器。逆运行则是工质运行方向相反。单热管指的是功率很低时，蒸汽从蒸汽管运行到冷凝器，然后原路返回，不经过冷凝管。双热管则是蒸汽同时从蒸汽管和冷凝管上升到达冷凝器，然后沿原管路返回蒸发器。不同的运行模式揭示了冷却器在不同情况下的工作性能。
最后在个人电脑CPU上设计安装了此冷却器，长期运行证明本冷却器效果良好。