脉动热管(pulsating heat pipe,PHP)是一种具有广泛应用前景的新型散热元件。启动时间是PHP重要的性能评价指标,也是PHP领域方向的研究热点内容。PHP的启动时间与管内壁的表面结构及工质在管内表面的润湿性密切相关。对基体管材进行热处理可优化管内壁表面结构,是提高PHP启动性能的技术路线创新。研究基体管材的正火和退火预处理工艺对PHP启动性能的影响规律具有重要意义。本文通过实验对比研究了正火、退火热处理工艺对PHP启动与传热性能的影响规律。主要研究内容及结果如下:1.PHP管材的热处理工艺对管内壁表面性质影响的实验研究。主要工作包括:1)分别采用氧乙炔正火、钎焊炉正火、马弗炉500℃并保温5小时退火、马弗炉480℃并保温9小时退火四种热处理工艺对PHP所用的铜管进行预处理;2)对热处理前后的PHP管材进行切片制样、采用3D激光共聚焦显微镜对管内壁面结构进行了观测分析;3)改进了利用接触角测量仪测试凹型曲面的润湿性的半定量试验方法,进而研究了正火、退火四种工艺处理工艺对铜管内壁面上工质无水乙醇浸润的作用规律。发现:1)采用正火、退火等热处理工艺对PHP铜管金相结构及内壁面性状产生明显影响,影响的程度与预处理工艺及条件均明显相关,总体表现为经热处理后,铜管内壁面明显变得粗糙,壁面呈黑色结晶状,布满沟壑,原本细小的纹路被明显的横条状结构所覆盖,细小的坑洞消失,管壁颜色明显加深;2)采用正火、退火等热处理后,无水乙醇在管内壁面上的润湿性明显增加。2、PHP启动及传热性能的实验研究。搭建了PHP性能的实验台2套。以几何参数相同的PHP为对象,选择采用氧乙炔正火处理的铜管与未经处理的铜管作为PHP管体搭建实验台进行PHP性能对比测试,以无水乙醇为工质,在50%充液率、垂直底部加热的条件下观察在不同加热功率30W、40W、50W、60W、70W、80W、90W下,氧乙炔正火预处理前后的PHP的启动性能及传热热阻的变化情况。发现:1)经氧乙炔正火处理后,PHP启动时间减少,加热功率低,启动时间缩短的明显。其中,在30W加热功率下,PHP的启动时间可缩短74s,缩短了33.6%;2)经氧乙炔正火处理前后,PHP的最小启动功率为从30W降至17W,下降了43%;3)经氧乙炔正火处理后,PHP启动温度降低,平均为10℃,最大幅度为19.5℃;4)经氧乙炔正火处理后,PHP传热热阻最高下降了35.5%。3、研究了PHP的工作过程,分析了PHP管材的表面结构及内表面性能对PHP启动时间和最小启动功率的影响规律及其作用机理。认为,采用氧乙炔、钎焊炉正火与马弗炉500℃、480℃退火四种工艺处理PHP管体改变了热管内壁面结构,提高了无水乙醇工质在管内壁面的润湿性,减少气泡与内壁面的附着力,降低启动阶段气泡生成、脱离的难度,大大缩短了PHP启动阶段汽塞压力累计足够推动液塞定向环状流动的时间,降低了脉动热管正常启动所需的功率。