一、冷卻劑電子設備用的冷卻劑特性主要有以下五個方面：① 冷卻液的熱特性。包括導熱系數、質量定壓熱容、密度、黏度、膨脹系數和表面張力等。② 物理特性。使用冷卻液的方便性和安全性，包括適當的沸點和冰點。對密封設備，要求冷卻液的表面張力低一些。選擇盡量高的閃點、燃點和自燃溫度，而易燃性應盡可能地低。③ 電氣特性。包括介電強度、體積電阻率、介電常數和損耗因素等。④ 相容性。與元器件的相容性要好，不產生化學反應，熱穩定性要好，不易揮發。⑤ 經濟性。成本要低。由于傳熱是一個復雜的過程，涉及的因素又如此之多，因此難以找到單項的評價標準來比較各種冷卻液體的冷卻效果。但可以找出某種特定工作條件下，影響傳熱的主要標準，并可作為一般指導原則。幾種常用冷卻劑性能見表1。
表1
1．直接液體冷卻的冷卻液由于冷卻液要與電子元件直接接觸，所以液體必須具有高穩定性。同時，在工作溫度范圍內要具有不易揮發、不發生相態變化等性能，應特別注意液體對電氣性能、機械性能的影響。目前用于直接冷卻的冷卻液有：硅有機油、變壓器油、去離子蒸餾水、C8F16O氟化液以及一些碳氟化合物等。揮發性很強的液體不宜作為冷卻液，因為在熱源周圍易被蒸氣罩住，形成很大的氣膜熱阻，對散熱不利。
2．間接液體冷卻的冷卻液衡量是否適宜于做間接液冷冷卻液的兩個主要因素是腐蝕性和熱特性。由于冷卻液不與電子元器件直接接觸，對電性能沒有影響。水是最經濟有效的冷卻液。為了防止水對管道的腐蝕，可在水中加緩蝕劑。為了防止水中礦物質在管道中生成水垢，可采用磁化水或去離子（鈣離子、鎂離子、鈉離子）的蒸餾水等。
二、液體冷卻系統的設計液體冷卻根據冷卻介質的不同，可分為水冷、油冷和其他有機液體冷卻等。由于水的質量定壓熱容大，所以當電子元器件對電氣性能沒有特殊要求的情況下，常采用水冷方式，這樣可達冷卻效率高及低成本之目的。液體冷卻系統的設計計算程序如下：① 根據設備（或發熱元器件）的技術條件，確定冷卻系統的冷卻方式并選擇冷卻液體，然后進行傳熱計算，確定冷卻液體的流量和流速。② 選擇二次冷卻方式（熱交換器形式）。根據水源、損耗功率大小以及氣象資料（環境溫度等）來確定熱交換器的形式。當熱交換容量在20kW以上，而且水源比較豐富時，可采用水－水熱交換器。當熱交換容量小于20kW，水源較缺時（如移動式設備），可采用水－空氣熱交換器。③ 分別確定熱流體和冷流體的溫差Δt1和Δt2。選擇Δt時，既要保證能帶走熱量，又要保證系統啟動后盡快達到工作溫度。出口水溫度一般不宜超過60～70℃，若溫度過高，則易產生水垢而影響散熱性能。對于水冷系統，一次水的溫差，根據經驗推薦Δt1＝7～10℃；二次水的溫差可取為5℃左右。④ 根據二次冷卻液體的溫差Δt2，由熱平衡方程式確定其流量。⑤ 確定冷流體在換熱器中的走向，根據其走向，分別求出在換熱器中的換熱系數h1和h2。⑥ 根據h1、h2及Δtm確定熱交換器的KA值，并對熱交換器進行結構設計或選擇符合KA值的熱交換器。⑦ 根據整個冷卻系統的結構布置，計算系統的阻力損失，以便結合流量選擇泵及電機功率的大小。對于大功率發射管的水冷系統，為了保證發熱元件的熱量能由熱流體（一次水）有效地帶走，必須合理地設計冷卻陽極塊的水套。水套設計的關鍵在于保證水套有一定的間隙δ，如圖1所示。？
圖1
⑧ 冷卻水套的設計。為了使功率器件的收集極（陽極）表面熱量有效地由冷卻劑帶走，應設計一個水套，使冷卻水與收集極表面之間形成紊流狀態，以達到充分的熱交換。當收集極表面與水套之間形成的空間為環形間隙時，其當量直徑d0＝2δ，此時冷卻水在環形間隙內的流速為？
式中 qv——水套內冷卻水流量（m3／s）；δ——水套與收集極之間的間隙（m）；d——器件收集極的外徑（m）。設流體在間隙內形成紊流的雷諾數Re＞4000，則
