重力热管是众多热管类型中的一种,其典型特点是无内部吸液芯毛细结构。重力热管因其结构简单、易制造、稳定可靠等优点在工业领域已经得到较为广泛的应用。随着工业领域的自动化程度和智能化程度越来越高,对于在工业过程起到重要作用的换热装置的高效和可靠运行越来越受到重视。正因为此,众多研究者对在工业领域应用日益广泛的重力热管及其传热性能提升也更加关注。工业应用领域对换热能力更强、运行更稳定的重力热管的需求增大,促使众多研究者从高效传热工质和新型壁面等多种角度关注重力热管的传热性能强化,并取得了一些成果。本文采用实验方法,探讨亲水和疏水分段处理对重力热管传热性能的影响,通过化学刻蚀的方式在重力热管内表面分段处理出亲水或疏水的壁面,对亲水和疏水分段处理的热管传热性能进行实验研究和对比分析。主要研究内容包括:(1)自主设计研制重力热管,确定铜基表面的润湿性改造处理技术,搭建热管性能试验台,明确热管内壁面的润湿性分段布置方案和实验研究方案。(2)实验研究亲水分段处理和疏水分段处理对热管性能的影响。通过与未经表面处理的普通热管的对比实验发现:亲水分段处理和疏水分段处理均能有效降低热管整体热阻。亲水分段处理还能够提高热管蒸发段传热系数,而对热管的冷凝段传热系数提升不明显,甚至出现恶化现象。疏水分段处理则可以对热管的蒸发、凝结传热性能都起到强化效果。(3)在亲水和疏水分段处理的热管性能对比实验基础上,本文设计制备亲水疏水复合处理的热管,并进行对比实验研究。发现两种亲水疏水复合处理的重力热管的传热性能在整体上较单一的亲水分段处理和疏水分段处理的重力热管又得到进一步增强,特别体现在热管热阻降低以及总传热系数和当量导热系数的提高。(4)本文还实验研究了 0.15wt%的正庚醇水溶液应用于重力热管,发现该自湿润流体能够在水平放置时有效降低热管的蒸发段温度并提升热管烧干极限,竖直放置时对普通热管和亲水热管的传热性能具有改善作用,但应用于疏水壁面热管则出现性能下降现象。