重力热管具有传热性能优良、传热极限较高、环境适应性好、工作可靠等优点。近年来在节能、新能源的开发及利用等方面获得了日益广泛的应用。重力热管内部流动为汽液两相流动,涉及到两相流动沸腾和冷凝等多种流动和传热机理,是一个复杂的流动和传热系统。迄今为止,人们对这种传热装置的认识还不够完善。建立数学模型是研究热管传热性能和内部工质的流动过程的一种重要的方法。它可以为热管的各种运行工况提供较为可靠的预测,为热管的设计和应用提供依据。本文首先简单回顾了热管的发展历史及应用情况,介绍了重力热管内部流动和传热性能的研究现状。然后在前人关于重力热管实验和理论研究的基础上,分析热管内部的流动和传热过程,并运用合理的假设条件,在二维柱坐标系下建立了描述重力热管内部流动和传热过程的数学模型。对于所建立的二维数学模型,采用求解压力耦合方程组的半隐式方法(SIMPLE算法)编写C语言计算机程序进行求解。针对一定工况下稳态运行的重力热管内的流动和传热特性进行数值模拟计算,得出了该工况下热管内部的温度场、压力场的分布情况,热管内部液膜和蒸汽的流动规律,并与前人的实验结果进行了比较,证明了数学模型及求解过程的正确性。在此基础上改变重力热管工作温度、蒸发段热流密度、冷凝段和绝热段长度比以及热管长度直径比等参数,分别计算分析以上参数变化对重力热管流动和传热性能的影响,为优化重力热管设计参数和提高重力热管的换热性能提供了理论依据。