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脉动热管是一种新型的被动式散热元件,其结构简单、价格低廉、应用领域广。脉动热管传热性能受多种因素的共同影响,导致内部工质的流动模式复杂,呈现出非线性的脉动特征。减少蒸发段冷凝段的温差,在较低的饱和压差下实现热量的有效传递,对于脉动热管的工程应用具有重要的意义本文设计了单回路板式脉动热管的可视化实验台,以制冷剂R245fa为工质,探究了加热功率、充液率、工况倾角以及管径形状对单回路脉动热管流动和传热的影响。结果表明:随加热功率增加,脉动热管的工作方式依次经历振荡流、有方向改变的循环流、定向循环流,且随着热功率增加,传热性能会逐步提升,达到传热极限后会出现恶化;随着充液率的增加,出现定向循环的热功率越低,传热性能恶化,蒸发段烧干现象也得到缓解。工况倾角对脉动热管的传热性能影响较大,45°倾角布置下不仅传热性能恶化,且传热极限也相对提前。相比于正方形截面,扁平截面更易于促进回路定向循环流动,但是其传热特性比正方形截面脉动热管要差。连通管提供了流动的额外通路,但却在不同程度上抑制了整体回路定向循环流动:蒸发段出口处的连通管抑制了工质回流;其促进了上环路工质的定向循环;冷凝段连通管改进下环路循环气液相比,但抑制了整体管路的循环流动,使定向循环在高充液率、高功率下出现。与常规回路比较,在冷凝段中心区域布置连通管(1IC-1/2),改变了其换热性能:低充液率(40、50%)下,仅在加热量较小时优化作用;中等充液率(60%)下,全程具有优化作用,且在加热量为6 W时,强化作用达到峰值,热阻优化达到30%;高充液率(70、80%)下,仅在中等加热量下出现微弱恶化,其他加热量下强化作用均较为明显;相较于仅在冷凝段中部区域均布置连通管的热管(1IC-1/2),同时在蒸发段出口处也布置连通管(2IC),会导致热阻急剧增大,仅在加热量为3 W时出现局部优化;仅在冷凝段中部区域均布置连通管时,连通管位置越高,优化作用越弱。在合适的充液率及位置布置下,连通通道不但降低热阻,而且提高传热极限。