冷源与冷却目标之间的热连接是低温系统设计的重要内容。传统的方式是采用高纯金属制成的导冷带连接冷源和冷却目标，实现热量的传递，但是当传热距离较远时，受到金属截面积的限制，需要选择更有效的方式。热管作为一种高效的传热元件，其单位截面积的传热能力远远高于金属，更适于远距离传热的场合。在各种类型的低温热管中，低温振荡热管结构简单、成本低廉，并且由于可以采用柔性的毛细管制作，能够方便地实现冷源和冷却目标的热连接，在低温传热领域有着广阔的应用前景。本文对低温振荡热管的工作特性进行了详细的研究，主要内容包括:　　1.搭建了低温振荡热管实验系统，分别以氖和氮作为工质，研究了低温振荡热管在不同充液率和冷凝段温度下的运行特性。通过对实验数据的分析，分别确定了氖工质和氮工质低温振荡热管的最佳充液率范围，提出了通过适当提高冷源温度强化低温振荡热管运行性能的方法，同时建立了预测低温振荡热管运行性能的半经验实验关联式。另外，研究了不凝结气体对低温振荡热管运行性能的影响，发现不凝结气体的加入提高了蒸发段温度和运行压力，降低了低温振荡热管的有效热导率。　　2.设计制作了绝热段较长并且弯曲的低温振荡热管，以氖作为工质，通过测试其在不同工况条件下的运行特性，研究了低温振荡热管作为柔性连接时的远距离输热能力。该低温振荡热管在冷凝段温度为28K，充液率为32.0％时，最大有效热导率和极限功率分别达到30，854W/(m·K)和35.60W，表现出良好的传热性能。　　3.采用质量为6.23kg的铜块作为冷却目标，分别以氖和氮作为工质，研究了低温振荡热管在不同充液率和冷凝段温度下的降温冷却特性。结果表明，对于氖工质低温振荡热管，在降温冷却的起始阶段，较大的充液率不利于管内工质的振荡流动，随着冷却的进行，需要增大充液率以保证有足够的工质参与传热。对于氮工质低温振荡热管，在降温冷却的起始阶段就需要较大的充液率以提高其降温冷却能力。另外，增大冷凝段温度能够提高低温振荡热管的降温冷却能力，但同时提高了低温振荡热管内部的压力，不利于系统的充气。　　4.根据低温振荡热管的降温冷却特点，提出了中间补气的降温冷却方式，通过与工作在同样温区相同截面积铜棒的平均冷却功率比较，评价了该方式下低温振荡热管的降温冷却性能。对于氖工质低温振荡热管，采用中间补气的降温冷却方式把冷却目标从250K降到40K，平均冷却功率相当于铜棒的4.53倍。对于氮工质低温振荡热管，采用该方式把冷却目标从250K降到80K，平均冷却功率相当于铜棒的7.83倍。　　5.基于振荡热管稳定运行时的塞状流流型，建立了低温振荡热管物理模型并进行了验证。以氮作为工质，采用该模型研究了低温振荡热管稳定运行时的工质流动和分布特性，得到了管道内液塞的数量、长度和流动形式随加热功率和充液率的变化规律。最后，计算了不同充液率、冷凝段温度、管径和倾斜角度下低温振荡热管的有效热导率，所得结果较好地反映了这些参数在中低加热功率下对低温振荡热管运行性能的影响。