为提高热管砂轮在高速旋转状态下的传热性能,本文提出纳米流体强化轴向旋转热管砂轮传热的研究构想。主要从两方面开展纳米流体热管砂轮传热性能的研究,一是试验研究,首先研究了纳米流体热管内工质的沸腾方式和流动形态,其次开展了热管砂轮在不同的转速、充液率、纳米流体浓度、热流密度条件下的传热性能测试。二是仿真研究,重在探究热管砂轮内部的两相流场,从气液两相分布、压力场分布两方面分析了不同参数下的流场变化。基于对纳米流体热管砂轮传热过程中的沸腾方式、气液两相分布、压力场的研究,揭示了不同参数对热管砂轮传热性能的影响规律,获得了纳米流体强化热管砂轮传热的最佳参数。论文的主要研究工作包括:（1）通过可视化试验平台研究了纳米流体浓度、热管充液率、热流密度等参数对纳米流体热管沸腾方式、工质流型变化的影响规律,并测量了热管蒸发段、冷凝段温度,评价了不同参数下热管的传热性能,为热管砂轮传热性能的研究奠定了基础。（2）在纳米流体热物理性能准确计算的基础上,建立了纳米流体热管砂轮仿真模型,编写了用户自定义函数,并验证了仿真模型和计算方法的可靠性。通过仿真计算方法,获得了纳米流体热管砂轮在不同参数下的气液两相分布、压力场分布云图。（3）开展了纳米流体热管砂轮传热性能试验,分析了热管砂轮在不同的纳米流体浓度、砂轮转速、充液率、热流密度下的传热性能。综合传热性能试验和仿真结果,揭示了不同参数对热管砂轮传热的影响规律,优选了纳米流体浓度、热管砂轮充液率等参数。研究发现,纳米流体在强化热管砂轮传热方面存在巨大潜力,且砂轮转速越高强化作用越明显。