随着工业发展和人们生活质量的提高，制冷已经随处可见。然而，传统的制冷方式由于使用了制冷剂，其对生态环境的危害日益显著。半导体制冷方式具有结构简单、无噪声、无磨损、无需制冷剂、体积小、制冷片热惯性小、可组成多级电偶对满足不同制冷功率等优点。半导体制冷片的制冷过程中冷端产生制冷效果，同时在热端放出大量的热量，该部分热量在热端环境不断积累，如无法有效地散失，最终将导致半导体制冷系统的制冷效率降低甚至停止工作。因此，半导体制冷热端的散热问题仍然是制约半导体制冷能否在工程上广泛应用的主要因素。热管是一种高效的传热元件，热管的传热性能主要取决于其内部工质在高真空度封闭壳体中的相变循环。　　本文利用热管散热器对半导体制冷热端的散热进行研究。主要的研究工作如下:　　(1)结合热管散热器的传热特性和半导体的制冷特性，建立热管散热器的数学模型，借助CFD商用软件对半导体制冷装置热端的热管散热器的传热进行模拟，得出在不同环境温度、不同风速、不同制冷量等条件下的半导体制冷热端表面温度和散热器热管工作温度的变化规律。　　(2)搭建了热端热管散热器系统的半导体制冷装置，对半导体制冷装置的热端热管散热器进行散热性能试验。试验分别针对不同制冷功率的半导体制冷片在不同环境温度、不同风速工况下进行，得出了半导体制冷片的热端表面温度、冷端表面温度、散热器热管工作温度分别随环境温度、风速的变化规律。　　(3)通过对比模拟数据和试验数据，分析冷却空气的流动情况对半导体制冷片热端散热量的影响。　　本文研究的结论如下:　　(1)在进口风速不变时，半导体制冷片热端表面温度和热管工作温度随环境温度的升高而升高，且几乎呈线性变化的趋势;　　(2)环境温度在24～32℃范围内，对应于某一环境温度，当Re数由774增加到3870时半导体制冷片热端表面温度由65℃降低到51.5℃，热管工作温度由55.8℃降低到42.5℃，且降温幅度随Re的增大而逐渐减小;　　(3)对于不同制冷功率的半导体制冷片，热端表面温度和热管工作温度随制冷功率的增加而升高，随Re数的增大而降低;　　(4)拟合出了半导体制冷片热端热管散热器冷凝段管外对流散热的Nu数随Re数变化的传热关联式。