热管因具有卓越的传热性能在包含热交换的诸多领域得到广泛应用，其内部传质传热机理涉及到气液两相流、蒸发与冷凝、泡状流与表面流等复杂物理过程。本文采用全CFD的方法，从简单两相流入手，步步深入，建立热虹吸管内部传质传热过程的数学模型，进而对热虹吸管内部传质传热行为进行计算和分析。具体研究内容和主要结论如下：(1)采用VOF方法计算自由表面，CSF模型处理表面张力，实现了对水中气泡运动状态及规律的数值模拟。结果表明，气泡在水中上升运动过程中发生变形和旋转，随着气泡运动速度不断增大，气泡的运动轨迹呈现先直线后正弦状，与实验现象相符。根据雷诺数和韦伯数计算，模拟中必须考虑两相界面张力。(2)对包含了典型的气泡及表面两相流动的虹吸过程进行了数值计算。结果表明，在没有外力作用的情况下，虹吸管入口处与出口处的液面高度差是虹吸过程启动的动力，而大气压与虹吸管顶部负压的压差是液体克服重力上升使虹吸过程得以持续的根本原因。液面差越大或外界大气压越大，虹吸现象均更明显。(3)在前面泡状流与自由表面流模型的基础上，编写用户自定义函数(UDF)，在FLUENT软件中添加了相应模块作为传质传热方程的蒸发与冷凝源项，完成了气液相变过程的数值模拟，验证了采用所建立的数学模型模拟蒸发与冷凝过程的可行性。(4)建立了热虹吸管的数学模型，针对外径19mm、内径17.5mm、蒸发段400mm、绝热段200mm、冷凝段400mm的热虹吸管进行了CFD数值模拟并与实验结果比较。热虹吸管蒸发段、绝热段和冷凝段的模拟壁温值和实验壁温值的平均相对误差均在8%以内。实验结果发现，在充液率为0.5，热量输入功率为500W时，热虹吸管的传热性能最佳。根据模拟结果进行分析，增加充液率会产生两个相反的效果：流体体积增加和固液换热面积增加促进沸腾传热；但充液率过高，内壁面气膜降低传热效率，气相空间过小、内部压力升高过多，阻碍沸腾换热。同时CFD模拟也解释了热虹吸管冷凝段最顶端壁温升高的原因是高温蒸汽在顶端折返和顶端壁面上液膜较薄。