作为高热流密度散热冷却解决方案中一种很有应用前景的传热元件,脉动热管具有结构简单、传热性能突出和环境适用性强等优点,在微电子器件冷却、余热回收利用、太阳能集热等领域已展现出很好的应用前景。但脉动热管是一种涉及多物理学科的复杂汽液两相流系统,具体的工作机理尚无完整的解释,如何进一步强化脉动热管传热特性和拓宽其应用场景,还有待进一步的研究。本文首次将螺旋微槽道结构引入脉动热管中,通过搭建脉动热管传热实验平台,从工质种类和结构设计两个角度入手,研究了微槽道脉动热管在不同情况下的传热特性,主要工作和结论如下:(1)在竖直和水平放置情况下对微槽道脉动热管(当量直径2.0和2.8 mm)的启动及传热性能进行了实验研究,并与内径分别为3.4 mm、4.0 mm和4.8 mm的三个光管脉动热管进行了比较。实验工质为去离子水,充液率50%。实验结果表明,竖直放置(底部加热)时,微槽道结构可以显著降低脉动热管的最小启动功率,且蒸发段壁面温度具有更好的均温性,脉动热管整体传热热阻和当量导热系数优势明显。水平放置时,微槽道脉动热管在一定加热功率下能够正常启动,但光管脉动热管则难以有效运行。使用微槽道结构后,脉动热管显热和潜热传热能力的提高以及微槽道毛细作用利于冷凝液向蒸发段回流可视为实现热管传热强化的主要原因。(2)针对水平放置时脉动热管传热性能变差的现象,制备了质量浓度不同的正戊醇和正庚醇自润湿液体,并对其主要热物性参数进行了测量。在微槽道脉动热管竖直放置、底部加热时,同去离子水相比,自润湿液体不利于热管的启动和传热性能的改善。加热功率较低情况下,使用自润湿工质时微槽道脉动热管蒸发段温度显著升高,传热性能恶化。而在水平放置时,自润湿液体反而有利于提高微槽道脉动热管的烧干特性和壁面均温性。与去离子水相比,使用0.15wt%正庚醇水溶液后微槽道脉动热管的烧高极限提高了4倍以上。(3)设计制作了一种绝热段材料采用氟橡胶,而蒸发段及冷凝段为螺旋微槽道铜管的柔性脉动热管。以去离子水为工质,对该柔性脉动热管在不同空间结构形状、充液率及绝热段长度下的传热性能进行了分析。实验中,柔性脉动热管能很好的启动运行,但绝热段弯曲度对脉动热管启动和传热特性均有明显影响,四种柔性脉动热管的传热性能从高到低依次为“I”型,“阶梯”型,“倒U”型和“N”型。充液率为50%时,四种热管都具有更低的启动功率和启动温度,随着充液率的增加,绝热段弯曲度对蒸发段温升的影响更加明显。实验中,柔性脉动热管整体长度可达1m以上,其为复杂密闭空间内的热管理提供了一种可能的解决方案。