平板脉动热管不仅具有体积小、结构简单且能实现高效热量传输等优点,而且因其独特的结构能满足电子设备散热安装需求,因此它成为了应用在电子元件冷却和空间控热领域的新型高效元件。本文在普通型平板脉动热管的研究基础上,根据微泵效应提出了一种新型的渐变式平板脉动热管,并利用VOF方法建立了气液两相流动与传热的非稳态模型,对普通型平板脉动热管和渐变式平板脉动热管进行了数值模拟。利用工质的气体体积分布云图分析了两种平板脉动热管管内的气液两相行为及其流向的特点;根据两种平板脉动热管的蒸发段温度振荡曲线分析了渐变式结构对平板脉动热管启动温度和振荡的影响;通过改变平板脉动热管的大/小截面的比值及运行工况得到了两种平板脉动热管的启动时间和运行热阻的规律,并对两种平板脉动热管的启动时间和运行热阻进行了比较分析。模拟结果表明:(1)渐变式结构对气液塞变化影响不大,但增加了管内泡状流的范围,且有利于形成稳定的单向循环流;由温度振荡曲线也得知,渐变式结构增加了管内工质蒸发段温度的振荡频率,并减小了温度的振荡幅度。(2)随着大/小截面比值的增加,渐变式平板脉动热管的启动优势越来越明显;在40%和50%充液率下两类平板脉动热管启动时间的差值较大,当充液率超过50%后两类平板脉动热管的启动时间的的差值逐渐减小;热流密度越大,两类脉动热管启动时间的差值也越大;工质不同时,两类脉动热管启动时间的差值也不同。(3)随着渐变式结构大/小截面比值的增大,平板脉动热管的运行热阻先减小后增大,并在1.5:1比值时达到最优;在较大的加热热流密度下,渐变式结构对平板脉动热管的影响增强,此时两类平板脉动热管运行热阻的差值明显大于较小加热热流密度下的运行热阻差值;在相同工况下以水、甲醇和乙醇为工质时两类平板脉动热管运行热阻的降低程度不同,其中以甲醇为工质的平板脉动热管的降低程度最明显。