近年来我国能源消费增长迅猛,但能源强度仍然处于较高水平,大量的热工设备效率低下。重力热管作为一种高效的换热元件应用范围在不断扩大。但重力热管内部换热过程复杂,需要对重力热管的换热机理进行深入研究。因此本文针对重力热管内相变传热机理、影响间歇沸腾关键参数的理论和实验进行研究。主要内容包括两个方面:第一,搭建不锈钢-水热管实验平台,实验用三根长度1000mm,内径分别为8mm、16mm和24mm的不锈钢-水两相闭式热虹吸管,通过实验研究其传热特性和间歇沸腾现象发现:热管管径、蒸发段长度、加热功率和冷却水质量流量等参数,对热管传热性能以及间歇沸腾周期和强度都有不同程度影响。实验结果表明:8mm内径热管在低输入功率下热阻明显低于大管径的热管,但当加热功率超过150W后,其热阻大于24mm内径的热管。管径和蒸发段长度在低加热功率下对间歇沸腾影响明显。低加热功率时,选择较大管径和较小蒸发段长度能有效降低间歇沸腾强度。最后提出了预测热管热阻和间歇沸腾周期的半经验公式。第二,搭建可视化实验平台,采用石英玻璃为管壁材料,观察热管内部的汽泡行为,对壁温波动实验的结果进行印证和补充。实验结果表明:在相同的加热功率下,汽泡生成的位置很大程度上决定了间歇沸腾的强度。下部发生的汽泡会消耗液池更多的过热度,对热管顶部的冲击较强。并且通过实验研究给出了24mm管径热管的间歇沸腾发生的最小充液高度为70mm,提出了改变控制汽化核心密度、汽泡生成位置和充液高度来抑制间歇沸腾强度的方法。