本文结合工程实际背景,对两种形式的热管能量输运系统进行了实验研究和理论分析。两相流分离式热管在能量远距离输运方面具有很大的优越性,本文的研究工作对两相流分离式热管在工程实际中的设计和应用提供了一定的可行性指导和理论分析。本文首先介绍了热管的发展历史和国内外研究现状,对整体型热管和普通分离式热管的运行特点和传热极限进行了分析,并对几种新型热管的结构和传热特性进行了总结。本文对水平布管重力型分离式热管进行了深入的实验研究和简单的理论分析。研究表明,文中所述水平布管重力型分离式热管最佳充液率为45%～52%,充液率过大或者过小对换热性能都有不利影响。借助红外热力成像仪,通过图像可视化分析了不同充液率下蒸发器的运行状态。10℃温差下,能效比可达8.4,用于空调排风余热回收,节能效果显著。两相流分离式热管克服了重力型分离式热管的不足,适应性强,适用范围广。两相流热管系统的换热量随系统内工质循环流量的增大而增大,当达到一定流量时不再增加而趋于稳定。蒸发器进出口阀门开度对换热性能有很大的影响,随着阀门开度的减小,换热量减小。气相连接管路阻力越大,换热性能越低,而管路中质量含气率越高。溶液泵所提供的动力为两相流热管的驱动力,自泵出口沿流体流动方向,系统内压力逐渐降低。热力的作用使得蒸发器进出口压差小于冷凝器进出口压差。通过改变充液率和驱动温差,气相连接管中可出现各种气液两相流流型。利用Fluent软件VOF模型可以模拟出不同工况下的气液两相流流型,而且与实验过程中观察到的流型一致。通过对比分析,利用三维网格模拟出的压力梯度要比二维网格模拟出的压力梯度与实验值吻合度高。两相流热管系统有溶液泵提供动力,克服了换热器安装位置受限等缺点,适应性强,具有高效、节能、可控等特点,适于较远距离的能量输运。