热管是一种用于导热的封闭式容器,内部充有工质。由于微热管的高效性、可靠性与经济性,它在热传输、热回收、热交换器应用领域包括生物与纳米技术领域的应用均是一种高效的装置。另一方面,微热管内部的物理运行机制与常规热管有着诸多的不同,微热管研究工作对促进微尺度传热领域的其他研究工作也有着积极的意义。“Ω”形轴向微槽道热管作为一种应用于航空航天领域的新型微槽道热管,表现出了极佳的导热性能和恒温特性,可在微重力条件下安全、可靠、稳定地运行,并有望在微电子元器件散热、工业设备散热等领域拓展其应用。微热管内部的液体流动都会依附于管内边角区形成的各种几何形状截面的通道。本文针对“Ω”形轴向微槽道热管,首先分析了该热管在低负载功率时内部液体工质在“Ω”形轴向微槽道内的流动特征,然后分析高负载功率条件下该热管内部的蒸汽和液体流动规律,建立其流动模型,并用数值模拟的方法求解了实验热管在特定工作条件下的蒸汽和液体流动速度场,以寻找对该型热管的蒸汽腔及槽道结构进行优化的物理佐证。数值模拟分析表明：液体工质与壁面材料之问的接触角、“Ω”形轴向微槽道热管的内腔几何结构尺寸对液体在微槽道内的流动特性均有很大的影响,因此在设计该型热管时,需要合理选择吸液芯、蒸汽腔的结构尺寸以及合适的工质。同时,本文对完成制作的铝-丙酮“Ω”形轴向微槽道热管进行了实验研究。实验表明：试验热管的总热阻为0.08-0.18K/W,当量导热系数为34000-75000W/(m·K),约为紫铜的85～190倍。热管在工作温度较低时具有良好的传热特性,但在高温工况下,传热性能受到削弱。重力对该型热管的运行具有重要影响,热管偏离垂直状态越大,性能削弱也越厉害,在水平条件可以正常运行,但在负角度工况下,热管不能正常工作。热管的启动／关闭时间受外界因素影响较大。最后,本文末章采用该槽道热管,针对工业锌锅室的散热需要,设计了相应的水冷式热管换热器。该设计采用185根长度为45cm的铝-丙酮热管,按等边三角形结构叉排排列,加热侧配合一定的翅片结构。该换热器的额定换热功率可达15kW,可将锌锅室的室内温度从80℃降低至约40℃。