基于可再生能源的紧缺现状以及节能减排的迫切要求,高效利用能源且提高换热设备效率成为各国关注的重点。热管因其高导热性及布置灵活性已成为学者们的研究方向并且走入各工程领域。基于大量学者对气液两相流流型及重力热管传热特性的研究现状,本文以三种充液率重力热管为研究对象,通过实验及模拟研究在不同倾角、加热功率及蒸发段长度下重力热管的传热及流动特性,为强化热管换热提供参考,研究分析结果得出以下结论。倾角和充液率均影响着重力热管的启动特性。启动时间随倾角的增加以先减后增的规律变化,其中65°的启动时间最短;重力热管完成启动的时间随充液率的增大而延长。重力热管的启动形式受充液率影响较大,启动形式分为低充液率的平稳过渡型启动和中高充液率的温度突变型启动。倾角和加热功率分别影响着重力热管的壁温分布及稳定性。倾角改变管壁两侧润湿度的均一性,各工况上下管壁温差随倾角的增大而减小。对比温差结果得蒸发段最大,冷凝段次之,绝热段最小。壁温随着加热功率的增加呈阶梯式抛物线型增长并逐渐达到稳定,间歇沸腾周期随加热功率的增加而延长,重力热管运行越来越稳定。各因素改变对传热特性有着不同程度的影响。实验工况下,随着倾角的增大,管壁上下侧的蒸发和冷凝传热系数均呈先增后减的趋势,总传热热阻先减后增,最佳传热倾角范围为55°～65°。随着充液率的增大,蒸发段传热系数先增后减,冷凝段传热系数减小,总传热热阻减小。重力热管传热热阻随加热功率的增加而减小,且降低速率逐渐变缓。蒸发段长度的增长提高了的蒸发段传热性能。根据流函数矢量图及不同工况下的相态分布图,本文阐明了各影响因素对换热及流型的影响。得出以下结论:倾角越小气液分层现象越明显,不同倾角的管内两相流流型仍以泡状流为主;相比来说充液率对管内流型有明显影响,高充液率的气泡生长周期较长,弹状流的出现几率较大;蒸发段长度长短对传热初期管内气液分布影响很大,当蒸发段长度小于液池高度时,未被加热的液池中气泡体积和数量明显减少,总体传热效果较差。