脉动热管具有结构简单、传热效率高、适应性能强等特点,已被广泛地应用于电子元器件散热技术中。目前,对于脉动热管运行过程中的两相流动和传热传质机理还未充分揭示,且研究中所使用的工质多为单工质。本文结合脉动热管在启动阶段和稳定运行阶段的特点,对管径为2 mm、弯头数量为5的铜制脉动热管建立了数学和物理模型,并使用VOF(Volume of Fluid)多相流模型、CSF(Continue Surface Force)表面张力模型和湍流模型,进行了数值模拟。本文分析了使用丙酮、甲醇、乙醇3种单工质的脉动热管在启动、稳定运行和传热极限阶段的气液两相分布、工质流动和温度变化特性;对比研究了使用上述3种单工质和不同组分比例的甲醇/乙醇和丙酮/乙醇混合工质(体积比分别为1:1,、3:1和7:1),在不同工质充液率(40%、50%、60%)和加热功率(20 W、30 W、40 W、50 W、60 W)下,脉动热管传热性能的变化规律。研究结果表明,脉动热管在运行过程中,管内工质会形成稳定、单一方向上的循环流动。随加热功率的增加,脉动热管内部会发生局部干涸的现象,相较于乙醇、甲醇两种工质,使用丙酮工质的脉动热管更容易发生局部干涸的现象。对比单工质和混合工质,工质充液率为40%时,在甲醇、丙酮工质中分别加以不同体积比例的乙醇工质,能够有效地避免或延缓脉动热管出现局部干涸的现象;在较大加热功率下,混合工质脉动热管较单工质脉动热管的传热性能更优。在工质充液率为50%时,丙酮/乙醇混合工质脉动热管相较于丙酮工质脉动热管,能够有效地避免或延缓脉动热管出现局部干涸的现象;在较大加热功率下,丙酮/乙醇混合工质脉动热管的传热性能,相较于工质充液率为40%时得到了改善。在工质充液率为60%时,使用混合工质和单工质的脉动热管均未发生局部干涸的现象,混合工质相较于单工质,在传热性能方面并未表现出明显的优势。