脉动热管凭借装置简单、安装方便、换热系数大等优点,在解决电子器件的高热流密度问题上得到科学家的广泛关注。然而,由于电子器件散热环境复杂,脉动热管的应用过程中存在不同弯头热流密度分布不均匀问题,这可能会导致脉动热管传热恶化,降低传热性能。已有研究通常关注均匀热流密度时脉动热管在不同操作参数下的运行性能,对处于非均匀热流密度下的脉动热管研究仍有不足。为了深入探究不同操作参数对非均匀热流密度条件下脉动热管的传热特性影响,拓宽脉动热管使用场景,为实际应用中脉动热管的选型提供数据和理论支撑,本文开展了以下研究:（1）设计构建了脉动热管非均匀加热实验平台,该装置包括脉动热管主体装置、加热装置、冷却水循环装置、数据测量采集装置、充注工质及抽真空装置五部分,并进行了实验稳定性测试,保证实验结果的可靠性。（2）实验选用乙醇和HFE-7100为工质,采用50%和70%为充液率条件,对45°、70°、90°、D90°安装角度的脉动热管,进行了加热功率为40～140W,无量纲热差为0～0.56的实验测试,研究了均匀及非均匀热流密度条件下脉动热管的传热性能、蒸发段温度及内部压力波动特性、启动特性。实验结果表明:均匀热流密度下,HFE-7100工质在低加热功率时表现出更低的运行热阻,但随着加热功率的增加,两种工质在50%和70%充液率下运行热阻逐渐接近。低加热功率下,装置的安装角度对乙醇工质影响明显大于HFE-7100工质。（3）非均匀热流密度下,随着无量纲热差的增加,脉动热管的运行热阻表现出低于和接近均匀热流密度,且高充液率的脉动热管在启动和运行时,蒸发端温度能够表现出较好的稳定性。安装角度在非均匀热流密度条件下对脉动热管运行热阻影响低于均匀热流密度条件。研究还发现,对于70%充液率的脉动热管装置在非热流密度下,存在一个无量纲热差临界值0.33,大于该值后,管内不同热流密度侧气液相工质能够较快打破平衡,改善管内循环流动状态,降低运行热阻。（4）以70%充液率下填充乙醇工质的脉动热管为研究对象,采用均匀与非均匀热流密度为加热条件,对脉动热管内部流动特性进行数值模拟,并结合实验数据对模拟结果进行对比分析。研究结果表明,工质在均匀热流密度加热时,高充液率下管内存在较多长液塞,容易出现工质流动停滞现象。而在非均匀热流密度条件下,由于管内高热流密度侧产生的大量高温蒸汽,使得管内工质移动方向具有一致性,减少内部流体流动过程中的停滞和反向,从而在一定无量纲范围内可以降低脉动热管装置的运行热阻,提升传热性能。