1、隨著電子產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，電子產(chǎn)品已經(jīng)在國民經(jīng)濟(jì)的方方面面得到了大量的應(yīng)用。目前電子器件的小型化、高集成化已經(jīng)成為電子技術(shù)發(fā)展的重要趨勢(shì)，特別是近期出現(xiàn)
　　的“大數(shù)據(jù)”、“云計(jì)算”等技術(shù)更是加劇了該趨勢(shì)。電子產(chǎn)品在工作過程中會(huì)產(chǎn)生一定的熱量，若熱量不能夠及時(shí)的散失出去，電子器件的工作性能就會(huì)惡化，甚至?xí)?dǎo)致系統(tǒng)的崩潰。在一些高精端的科技領(lǐng)域，電子器件在工作過程中所產(chǎn)生的熱流密度非常的大，針對(duì)電子器件的熱設(shè)計(jì)已經(jīng)成為電子產(chǎn)業(yè)發(fā)展的一

2、個(gè)瓶頸。傳統(tǒng)的強(qiáng)制對(duì)流散熱方式的散熱能力已經(jīng)不能夠滿足當(dāng)前及未來電子設(shè)備散熱的要求，因此迫切的需要一種高效的散熱元件以迎接挑戰(zhàn)。作為一種高效的散熱元件，脈動(dòng)熱管，又稱為振蕩熱管或自激振蕩熱管，一經(jīng)提出就被認(rèn)為是迎接當(dāng)前和未來電子散熱問題的最有前景的手段之一。脈動(dòng)熱管具有非常明顯的優(yōu)勢(shì)：1）結(jié)構(gòu)簡單，成本低：脈動(dòng)熱管的內(nèi)部結(jié)構(gòu)非常的簡單，并不需要毛細(xì)芯，這就使得脈動(dòng)熱管加工起來比較簡單。同時(shí)，脈動(dòng)熱管的管道直徑較小，成本也比較低；2）較高

3、的傳熱能力：脈動(dòng)熱管工作過程中，能夠大量的利用工質(zhì)的潛熱進(jìn)行熱量的傳遞，因此脈動(dòng)熱管具有很高的傳熱能力；3）高度的靈活性：脈動(dòng)熱管的管道可以彎折并布置成任意的形狀，以適應(yīng)不同的使用場(chǎng)合。目前針對(duì)脈動(dòng)熱管的研究已經(jīng)成為電子熱設(shè)計(jì)領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。
　　脈動(dòng)熱管的傳熱性能受到很多參數(shù)的影響，這些參數(shù)大致可歸為幾何參數(shù)、工質(zhì)物性參數(shù)和工況參數(shù)。提高脈動(dòng)熱管的傳熱性能受到學(xué)者們的普遍重視，而通過改善脈動(dòng)熱管中所使用工質(zhì)的熱物性來是提高脈動(dòng)熱

4、管傳熱性能、拓寬脈動(dòng)熱管使用領(lǐng)域的重要手段。其中，傳熱工質(zhì)的表面張力對(duì)脈動(dòng)熱管內(nèi)部工質(zhì)的流動(dòng)和傳熱性能均有重要的影響，然而尚無文獻(xiàn)對(duì)此進(jìn)行系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)研究，更無相關(guān)的理論分析模型。為了深入揭示工質(zhì)表面張力對(duì)脈動(dòng)熱管傳熱性能的影響，并為從改善工質(zhì)表面張力角度提高脈動(dòng)熱管的傳熱性能提供堅(jiān)實(shí)的數(shù)據(jù)和理論支撐，本文開展了以下主要研究。
　　1）綜述了國內(nèi)外對(duì)脈動(dòng)熱管的實(shí)驗(yàn)研究、理論研究和實(shí)際應(yīng)用的研究現(xiàn)狀。在實(shí)驗(yàn)方面，系統(tǒng)的總結(jié)了幾何參數(shù)、工

5、質(zhì)物性參數(shù)和工況參數(shù)對(duì)脈動(dòng)熱管傳熱性能的影響。在理論研究方面，歸納了針對(duì)脈動(dòng)熱管工質(zhì)振蕩的研究、針對(duì)脈動(dòng)熱管傳熱性能的研究和其他性能上研究的研究成果。在應(yīng)用研究方面，著重評(píng)述了脈動(dòng)熱管在電子散熱、太陽能熱水器、廢熱回收等領(lǐng)域中的應(yīng)用前景。
　　2）理論上提出了用于分析薄液膜區(qū)蒸發(fā)對(duì)脈動(dòng)熱管傳熱與傳質(zhì)影響的分析模型。該模型不僅考慮了液塞和氣塞的對(duì)流傳熱過程，還建立了完整的彎月形區(qū)域薄液膜的蒸發(fā)模型。同時(shí)以該模型為基礎(chǔ)，分析了液塞振蕩

6、過程中重力、毛細(xì)力和流動(dòng)阻力的作用。研究表明，毛細(xì)阻力是液塞流動(dòng)總阻力的重要組成部分。當(dāng)液塞的速度為（1～5）m/s，液塞長度為（5～10）倍的管內(nèi)徑時(shí)，液塞的毛細(xì)阻力占總阻力的比例為（15.38～48.45）％。同時(shí)當(dāng)降低工質(zhì)的表面張力時(shí)，能夠顯著的提高液塞的傳熱能力。該模型能夠?yàn)榉治龉べ|(zhì)的表面張力對(duì)脈動(dòng)熱管傳熱性能的影響提供理論指導(dǎo)。
　　3）理論分析了脈動(dòng)熱管的燒干特性，根據(jù)燒干的機(jī)理不同，將燒干分成3大類。并針對(duì)第二類燒干

7、進(jìn)行了理論建模。同時(shí)，還首次從量綱分析法的角度提出了用于計(jì)算脈動(dòng)熱管極限傳熱能力的無量綱表達(dá)式。研究表明，提高液塞的振蕩速度能夠有效的提升脈動(dòng)熱管的燒干極限，即降低液塞振蕩的阻力能夠有效的提高脈動(dòng)熱管的燒干極限。該部分的研究對(duì)于界定脈動(dòng)熱管的安全工作范圍具有重要意義。
　　4）設(shè)計(jì)并搭建了脈動(dòng)熱管傳熱性能實(shí)驗(yàn)裝置，該裝置包括測(cè)試模塊、加熱模塊、冷卻模塊和數(shù)據(jù)采集模塊。其中，溫度采集的不確定度為0.1K，充液率的不確定度為1.27%

8、，熱阻的不確定度小于3.75%；
　　5）實(shí)驗(yàn)研究了去離子水、表面活性劑分別作為工質(zhì)時(shí)，脈動(dòng)熱管的啟動(dòng)性能、傳熱性能和燒干性能。所采用的表面活性劑為硬脂酸鈉，所研究的表面活性劑溶液的濃度分別為0ppm，10ppm，20ppm和40ppm。所采用的充液率分別為18.9%，30.9%，43.8%，56.7%和67.9%。實(shí)驗(yàn)研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)，當(dāng)采用表面活性劑溶液作為工質(zhì)時(shí)，脈動(dòng)熱管能夠在更低的蒸發(fā)段溫度下啟動(dòng)；同時(shí)，采用表面活性劑溶液能夠