重力辅助回路热管的特点主要在于不使用毛细结构,结构简单、加工方便,依靠重力自然回流,蒸汽和液体有各自的通道,蒸发段和冷凝段热阻小,依靠相变传递热量,是一种解决电子器件冷却的方法之一针对如何提高重力辅助回路热管蒸发腔沸腾极限和换热性能,本文从工质侧入手,以提高工质扰动,加快气泡脱离为目的,提出了将气泡泵应用于重力辅助回路热管,并自行搭建了实验台,通过芯片废热来驱动气泡泵运行,以期强化蒸发段换热,提升回路热管传热传质性能。另外,为了进一步强化蒸发腔沸腾换热,作者根据喷雾冷却散热的机理,提出了在蒸发段加装超声振荡装置用于大幅增加二次气化核心,并开展了一些相关的有益的尝试。本文总的具体工作内容如下(1)简述了重力辅助回路热管的运行机理,深入分析了强化重力辅助回路热管换热性能的沸腾换热强化基本理论及模型；并提出了强化蒸发段传热的方案。(2)搭建了一套带气泡泵效应重力辅助回路热管实验装置a)对实验装置中的各个部件(包括蒸发段、冷凝段、储液器、加热部分、测量部分)等进行选型与设计,并选择确定系统工质；制作了加热部分和蒸发段,选择加热方案,并实际测试加热部分温度分布均匀性；确定了测量方案及测点布置；确定了实验方案；b)实验研究了冷凝温度、加热功率等参数对实验装置总热阻及热源表面温度的影响。通过实验得到了总热阻、热源表面温度随冷凝温度、加热功率及功率密度等参数变化的规律,并分析充液高度对装置散热性能的影响,根据实验结果分析了最优的充液高度确定方法。同时研究结果表明：利用气泡泵效应虽然会增大传输过程的传输热阻,但却能有效增强蒸发腔内扰流,进而增强换热,提高临界换热热流密度,加热功率为646W时,最小热阻为0.11℃／W；对于本装置,存在一个最佳充液高度,通过观察实验流型图可知,当上升管内为环状流时,充液高度比较合理；蒸发段热阻始终占据总热阻主要部分。(3)实验研究了蒸发腔内加装超声振荡雾化装置对重力辅助回路热管性能的影响实验测试了加装超声振荡雾化装置后,重力辅助回路热管散热性能变化,并分析了影响其性能的可能原因。去离子水通过超声振荡雾化装置被雾化成雾滴,依赖浮力上升,并与散热壁面接触,从初步的实验结果可以看出,超声震荡雾化能在一定程度上能够提高沸腾换热系数。因此,本文认为液膜内的沸腾换热(其中沸腾气泡有两种：表面成核气泡和二次成核气泡)是雾化方法能够强化换热的一个重要因素。文中研究为其在芯片冷却领域的应用打下了一定基础。