重力热管又叫热虹吸管，是发展较早的高效传热元件，它以管内工质的相变过程来实现热量的快速、高效转移。因其传热性能好，结构简单，成本低廉，环境适应性好等优点在化工行业，热力节能，太阳能开发等方面得到了广泛的应用。但是随着能源高效利用和强化传热技术的发展，将强化传热技术应用到对重力热管结构的改进，进一步提高其传热性能已成为该领域的研究热点。文献研究表明，增大蒸发和冷凝换热面积可以显著提高重力热管的传热性能。基于这种理念，本文提出了一种新颖的重力热管组合应用结构——异心套管重力热管排。该热管排与传统重力热管在结构上的区别为：它将5根重力热管的冷凝段用水平管相连通，扩展了冷凝段面积，为相对独立的蒸发管工作状态的调节提供了可能。本文对该组合式异心套管热虹吸管排的传热性能进行了系统的实验研究和分析，通过采集相关参数，研究了热管排的倾斜角、蒸发段长度、蒸发段热流密度、操作温度对其最大传热量、沸腾换热系数、冷凝换热系数、管排热阻等传热性能的影响。实验结果表明：该热管排的最佳倾斜角在60°~75°之间；蒸发段长度为270mm时，热管排传热性能最好；随着操作温度的提高，其最大传热量增大，热阻减小、换热系数增大，而且蒸发段管壁温度均匀性也有很大改善；蒸发段热流密度对管排性能也有很大影响，在热流密度过大时蒸发段出现了传热的振荡。在最佳工况下，该热管排的沸腾换热系数比传统单根重力热管要大得多。本文的研究工作为该异心套管热虹吸管排传热能力的进一步改进奠定了基础，并为重力热管的这种新型组合结构在工业烟气余热回收、大型热管换热器的设计等方面提供了数据支持。