脉动热管属于新型热管,被认为是实现微小空间内高热流密度散热的一种非常有前途的传热元件。低温制冷剂工质脉动热管属于低温高压系统,相对常规工质脉动热管有很大不同,已有的研究较少,其传热机理和性能仍不清晰。本文通过不同低温制冷剂工质的脉动热管实验,对启动特性和传热性能进行深入研究,并将结果与常规工质脉动热管进行了对比分析。本文针对制冷剂作为工质的脉动热管,采用不同管径,研究分析了不同因素对各制冷剂工质脉动热管启动及传热性能的影响。对热阻和启动时间与主要影响因素之间建立了准则关联式并加以检验,同时改进了已有的质量—动量—能量模型。设计并搭建了竖直底加热脉动热管实验台,开展了不同制冷剂工质及不同管径脉动热管传热性能影响因素实验研究。实验发现充液率为49.89%时,对于R134a脉动热管,其启动时间在所有工况下均能保持在2分钟内,表现出了启动特性上的巨大优势。实验得到最短启动时间为49.89%充液率,100 W时加热功率的11s。低充液率的平均热阻在所有工况下均偏高。R600a的启动特性比R134a和R404A好,但其热阻最大,R134a热阻最小,而R404A更适合在低温区下运行。2mm管径脉动热管启动时间最短,启动温度最低,且热阻最小。通过实验数据拟合得到了关于预测热阻和启动时间的准则关联式,并对两个关联式进行了检验,发现拟合关联式具有合理性。理论研究方面,进行了在理论模型中加入简化的弯月面模型,并且考虑表面张力和接触角滞后阻力的数值研究,结果表明气塞的质量变化和压力变化振幅与频率变化明显。