脉动热管技术研究及应用进展

屈 健

（江苏大学能源与动力工程学院，江苏 镇江 212013）

脉动热管（又称振荡热管）是20世纪90年代初由日本学者Akachi[1]提出的一种新型热管，可由毛细管呈蛇形弯折而成，结构简单，无需吸液芯，其原型可追溯至 Kurzwe和 Ling[2]提出的用于增强传热效果而被称为“梦之管”（dream pipe）的毛细管束。作为近年来新型热管技术中的典型代表，脉动热管在继承传统热管简单、可靠、价廉和无需功耗等特点的基础上，又较好地克服了其易受携带和沸腾等极限制约、传热极限偏低的不足，具有热响应快、传热能力突出和环境适应性强的优点，已经在微电子冷却、余热回收、干燥、太阳能集热和制冷空调等领域[3-12]展现出良好的应用前景。

近年来，国内外学者对脉动热管开展了多方面的研究，发现热管内工质的汽-液两相运动及热、质传递行为异常复杂，带有明显的随机特征，总体上对其认识还处于不断深入阶段，仍有一系列问题有待研究解决。本文作者首先介绍了脉动热管的基本工作原理和结构特征，在此基础上总结了近年来国内外在脉动热管实验和理论方面的研究成果和最新进展，并对应用研究方面的情况作了一定介绍，最后简要就其应用推广和发展趋势进行了展望，以期能够为其它研究者提供参考和借鉴。

1 脉动热管工作原理和结构特征

如图1所示，脉动热管通常以闭合回路结构为主，同时存在开放回路和带单向阀的闭合回路这两种衍生结构（图1右侧）。作为被动式传热元件, 脉动热管的基本工作原理为：蒸发段液体工质吸热相变产生气泡，迅速膨胀升压并推动工质流向冷凝段；冷凝段气泡/汽塞冷却收缩甚至消亡，压力下降。热管各管间形成的压差和压力波动使工质在冷热段间来回振荡运动，实现热量的传递。脉动热管运行时兼有相变和振荡传热的特点，因此能够最大限度提高热量传递的效率，传热性能突出。

和普通热管相比，脉动热管内工质的运动形式以汽、液塞状流为主，因此要求管内径尺寸不超过某个可形成液塞的临界值；同时，也有学者从脉动热管有效运行的角度出发，推荐其克服运动阻力实现正常运行的最小管径。综合以上两者要求，热管管径尺寸介于某范围之间，满足式（1）。

分别采用文献[13]和文献[15]的标准，常温下以水和乙醇等常规液体为工质的脉动热管管径一般介于1～5 mm。另外，文献[13-14]所反映的最大管径主要适用于管型脉动热管，对于非圆截面的槽道型（或平板）脉动热管，Yang等[16]认为其相应的最大当量直径应比圆管时大。

式（2）所反映的Bo数基本处于 Cheng和 Wu等[17]所推荐的小通道（mini-channel）尺寸范围内（注意，文献[17]中对Bo数的定义是本文中定义的平方），而超出部分则已进入常规通道（macro-channel）范围。

2 实验研究现状

图1 闭合回路脉动热管及其衍生结构示意图

脉动热管的实验研究主要包括可视化和传热特性两个方面，两者互为补充，从不同方面揭示脉动热管的基本运行特征，是掌握其内部工质相变振荡运动规律并寻找提高其传热能力手段的主要途径，同时也为理论分析提供参考和检验依据。

2.1 可视化实验

脉动热管区别于其它热管的关键之处在于其管内工质的流型和独特的振荡运动方式，而这又影响其自身的传热性能，因此了解脉动热管内工质的两相运动特征也成为认识并揭示其振荡传热机理的重要途径。利用可视化技术，国内外学者分别就管型和槽道型脉动热管开展了一定的研究。

2001年，新加坡南洋理工大学的Tong等[18]报道了对内径1.8 mm、甲醇为工质的玻璃脉动热管的可视化实验研究结果，在热管蒸发段观察到核态沸腾现象以及气泡的膨胀长大、聚合和汽塞断裂等行为，发现加热量增大到一定程度后工质可在热管回路内形成稳定的整体定向循环运动（顺时针或逆时针）。随后，其它学者[19-21]也报道了定向循环运动的现象，但并未对其形成机理给出明确解释。工质在脉动热管内定向运动过程中，随着加热功率的增大，相邻管间可依次出现如图2所示的塞/泡状流和环状流流型。

Xu等[21]的研究发现气泡在脉动热管内的位置和速度随时间的变化因所选工质而异：对于甲醇，气泡的位置和速度近似呈正弦波的形状；而对水则具有类似方波的特征。

屈健等[22]研究了不同管径（0.5～2.5 mm）对脉动热管内工质运动流型的影响，观察并分析了不同加热功率下热管内工质“振荡-准静止”状态交替出现的情况。除管径外，倾角和弯头数量也会影响脉动热管内工质运动的流型[23]。而流型的不同则将直接影响热管的传热性能。

图2 脉动热管内工质的定向循环运动[19]

除管型脉动热管外，含有透明盖板材料的槽道型（或平板）脉动热管也是可视化研究的重要对象。以乙醇为工质，曹小林等[24]对由开槽铝板和聚碳酸酯玻璃盖板密封制作的脉动热管进行了可视化实验，观察了不同充液率、倾角和加热功率下内部工质运动的情况。Borgmeyer等[25]报道了不同输入功率下玻璃盖板槽道脉动热管内汽-液塞运动位置和速度的变化情况。

同时，也有学者利用特殊探测技术对金属脉动热管内工质的运动进行可视化观测。Wilson等[26]利用中子成像技术对铜-水脉动热管进行了可视化研究，发现在低加热功率下，热管内的工质脉动具有随机和间歇振荡的特征。随着加热功率的增大，工质运动速度也相应增大并趋于稳定。李惊涛等[27]通过电容成像方法，对脉动热管内的两相流实现了可视化观测，并测量了液膜厚度，此技术可用于识别工质流型的转变。

由于实际应用的脉动热管多由金属毛细管或平板制成，其材质及物性（如表面粗糙度、润湿性和热导率）与玻璃存在较大差异，因此针对金属脉动热管的可视化研究可在一定程度上弥补了玻璃脉动热管可视化的不足。

脉动热管内部的工质运动及流型发展演变行为异常复杂，实验中观察到泡状流、塞状流、环状流/半环状流、波环状流和搅拌流等多种流型，同时伴随有气泡的生成、长大、聚合以及汽塞的膨胀、断裂、收缩、湮灭等行为，并存在液桥和液膜“烧干”等现象，流型的改变将直接影响热管的传热性能，并给建模和数值模拟带来极大的挑战。

2.2 传热特性实验

传热特性实验研究是认识脉动热管传热性能的最直接方式，也是近年来实验研究的主要方向。已有研究发现，脉动热管的传热性能受到众多因素的影响，包括热管自身结构、工质类型、充液率、加热方式和重力等。

2.2.1 热管结构和尺寸的影响

影响脉动热管传热的结构因素主要包括截面形状、管径、蒸发段或冷凝段长度、弯头数等。周岩和曲伟[28]对三角形和方形截面槽道脉动热管的研究发现，三角形截面脉动热管的传热性能优于方形截面热管。而曹小林等[29]的研究则指出，相同条件下矩形截面脉动热管的传热效果优于方形截面热管。商福民等[30]对非均匀截面脉动热管的测试发现，一定条件下其传热性能优于均匀截面的热管。

Rittidech等[31]通过对不同工质在不同管径脉动热管内的实验研究发现，热管的传热能力受管径和工质共同作用的影响：对于R123和水, 管径的减小削弱其传热能力，而对乙醇则刚好相反。Charoensawan等[32]的研究发现脉动热管的最大传热量随管径的增加而增大。而Nishio[33]的研究则证实以R141b为工质的脉动热管存在对应于最大传热能力的最佳管径。以上研究表明，脉动热管的传热能力与管径密切相关，但对管径的具体作用尚缺乏统一认识。

当脉动热管的蒸发段、绝热段和冷凝段长度相等时，Rittidech等[31]的研究发现热管的传热能力随蒸发段长度的增大而减小。除蒸发段或冷凝段长度外，脉动热管的传热能力还受冷热段长度比的影响[34]。

脉动热管的弯头数目也会影响其传热性能。Melkikh和Dolgirev的实验研究发现，脉动热管平均运行温度随着弯头数目的增加而增大[35]。Akachi等[36]的研究发现脉动热管弯头数目大于某临界值后，其传热性能与其倾角无关，即在相同实验条件下底部加热、水平加热和顶部加热时热管的传热能力接近。Sakulchangsatjatai 等[37]的研究认为该临界弯头数应高于40。由此说明, 当脉动热管的弯头数目足够大时，在微重力的太空环境下同样可以运行，展现出空间技术方面的应用潜力。

2.2.2 工质的影响

目前，脉动热管所选用的工质种类较多，主要包括水、乙醇、FC-72、R-123、R141b等。为增强热管的稳定运行效果，Khandekar等[13]从热力学角度出发，建议选择的工质应具有高(dP/dT)sat值、低黏度、低潜热、低表面张力和高比热的特点。除纯工质外，最近也有使用两元混合工质[38-39]和自润湿工质[40]方面的研究报道。

2.2.3 充液率的影响

充液率是影响脉动热管传热性能的又一个重要因素，取值范围通常介于20%～80%。虽然脉动热管的启动热功率随着充液率的下降而减小，但低充液率容易导致热管蒸发段因工质无法得到及时补充而提前出现“烧干”；当充液率过大时，形成的气泡数量较少，又会大大削弱热管的振荡效果，同样不利于其传热，因此存在最佳充液值。Charoensawan等[41]从对铜-水脉动热管实验中得出的最佳充液率介于50%～70%；杨洪海等[42]推荐55%作为最佳充液率。而Miyazaki等[43]的研究则发现不同加热方式下脉动热管具有不同的最佳充液率。根据比较可以发现，脉动热管的最佳充液率和管径、弯头数、工质种类及加热方式等因素有关。

2.2.4 重力的影响

曹小林等[44]的实验发现，脉动热管在竖直放置底部加热模式下运行时效果最好，30°～90°是较为理想的倾角范围；而在竖直放置顶部加热模式和水平放置时则难以很好地运行，容易出现“烧干”。

Gu等[45]测试了Teflon圆管脉动热管和铝板槽道脉动热管在不同重力加速度下的传热性能，发现热管的传热性能在失重时比正常和超重条件下更好。Thompson等[46]对超重情况下三维平板脉动热管的研究发现，重力大小对热管的传热作用影响有限，10倍重力加速度（10g）下热管的有效热导率几乎保持不变。

Groll 和 Khandekar[47]总结了影响脉动热管传热性能的各种因素。林梓荣等[48]认为管径、工质选择、充液率和加热方式等是影响脉动热管传热性能的主要因素；而弯头数、截面形状、冷热段长度比等则是次要因素。显然，以上分类和判断并非是绝对的，任何因素的影响都与脉动热管自身的运行状况和环境密切相关，多种因素常常耦合交织共同施以影响。

目前有关脉动热管传热特性的实验研究已比较丰富，但因实验条件和研究对象的差异，对某些问题的认识还存在一定分歧，需要更多实验测试和数据来支持并完善对其的认识，为发展应用奠定坚实基础。

3 理论研究现状

除实验研究以外，近年来脉动热管在理论研究方面也得到较快发展，不少学者建立了预测热管内流体振荡运动、传热和反映其整体特性的物理模型。主要包括：“弹簧-质量-阻尼系统”模型；质量、动量和能量控制方程模型；半经验实验关联式；一些其它分析模型。

3.1 “弹簧-质量-阻尼系统”模型

针对脉动热管内工质的振荡运动现象，Zuo和North[49]建立了“单弹簧-质量-阻尼系统”模型，由于该模型过于简化，模拟结果与实验观测差别较大。Wong等[50]则利用Lagrange逼近法，通过“多弹簧-质量-阻尼系统”模型简化了脉动热管内汽、液塞的运动，虽然该模型在一定程度上较“单弹簧-质量-阻尼系统”模型更能反映热管内的工质运动特征，但模拟中同样未考虑任何传热和相变过程，与物理实际不符，因此同样缺乏实用价值。以脉动热管内的运动液塞为对象，Ma等[51]建立了考虑热驱动力、摩擦阻力和类似弹簧回复力在内的汽、液塞运动方程，利用 Laplace变换求解可获得描述液塞位移的分析解，同时该模型还可预测得到热管冷热段的温差，模拟结果与实验吻合较好，该模型有助于加强对脉动热管传热机理的认识。

以上模型大都对脉动热管作了较大简化，没有充分考虑诸如流体湍动、汽液相间歇运动以及表面张力和重力等复杂因素的影响，偏离热管的热-水动力耦合特性，难以准确描述其真实物理现象，因此总体上预测结果尚难以准确反映实际状况。

3.2 质量、动量和能量控制方程模型

美国辛辛那提大学的Shafii等[14,52]以液塞及其两侧的汽塞作为控制单元，基于质量、动量和能量守恒方程针对开放和闭合回路脉动热管建立了考虑表面张力和液膜相变传热的数学模型，计算发现稳定状态下热管内汽塞数量最终和加热段弯头数目相等。更为重要的是，他们发现脉动热管运行过程中以显热（而非潜热）传热为主，这与传统热管刚好相反。但由于未考虑弯头的影响，预测得到的汽相温度、压力和位移都呈周期性变化，与实际不符。

胡朝发和贾力[53]采用动量、质量、能量守恒法建立了描述脉动热管内工质振荡运动的两汽塞-液塞模型，模拟发现初始压力和管径大小可直接影响液塞振荡的幅度。

与“弹簧-质量-阻尼系统”模型相比，质量、动量和能量控制方程模型较好地考虑了表面张力和液膜相变作用的影响，与热管内的实际过程更为接近，但模型的复杂程度也大大增加，求解更为困难。此外，控制方程模型尚无法反映流型演变转化特征及气泡/汽塞的合并与断裂行为，仍存在根本缺陷。

最近，基于液膜蒸发/冷凝模型，Nikolayev[54]对具有任意弯头数和气泡的脉动热管开展了数值模拟，该模型较其他学者所建的模型更为复杂，可获得诸如液塞合并、液膜聚合或断裂等现象，同时还得到了与实验观测一致的混沌或间歇振荡结果。也有学者[55-56]借助Fluent软件，在控制方程模型的基础上通过 VOF（volume of fluid）方法来描述脉动热管内汽、液界面的位置和运动变化；同时，引入CSF（continuum surface force）模型，以充分考虑表面张力的作用。刘向东和郝英立[55]的模拟结果可较好地反映脉动热管内工质在启动阶段相变过程中出现的气泡合并及破碎过程，以及各种复杂汽、液两相流型和流型间的相互转化过程，但并未给出稳定运行阶段的模拟结果。而Xu等[56]的模拟结果则较好地复现了脉动热管内工质稳定单向循环运动过程中的泡状流、塞装流和环状/半环状流等流型。

通过许多学者的努力，研究汽、液塞振荡运动和液膜热质传递的控制方程分析模型已能够在一定程度上较好地反映脉动热管的热-水动力耦合特性，但仍难以从本质上深入揭示热管自身的动态热力传递过程和运行机制。

3.3 半经验实验关联式

鉴于脉动热管内工质的振荡运动现象极为复杂，具有高度非线性和结构不稳定的特征，且影响因素众多，直接模拟面临极大的困难，特别是对传热特性的预测基本上还无法与实验测试相吻合。为此，近年来一些学者在实验研究的基础上总结并提出了若干预测脉动热管传热性能的半经验实验关联式[31,57-59]。研究者根据各自的实验条件和测试范围，并结合脉动热管的一些基本结构参数和冷热段温度情况，由拟合得到的实验关联式可对热管的传热能力作出较满意的预测，与实验结果普遍吻合较好。但可利用的实验数据还比较有限，且不同研究者之间存在实验条件和所用热管结构的差异，由某个或若干个脉动热管实验总结得到的关联式通常难以很好地推广至其它脉动热管，即通用性仍然不够理想。

3.4 其它分析方法

除了上述多种方法外，也有一些学者从其它角度出发，提出预测或揭示脉动热管传热特性及整体运行规律的方法。

崔晓钰等[60]利用人工神经网络建模方法分析了脉动热管的传热性能，预测结果与实验值之间吻合很好，但所考虑影响因素较少，模型仅适用于所研究的个体，共性不强。Lee和 Chang[61]通过外生性神经网络模型揭示了脉动热管在不同工况下传热的非线性特征。

Maezawa等[62]较早提出了脉动热管内工质运行属于混沌行为的观点，但并未给出实验验证。最近，Song和Xu[63]对不同充液率、倾角和加热功率下闭合回路脉动热管壁面温度脉动的非线性分析发现，热管内工质运动确属于混沌行为。Qu等[64]的研究则发现脉动热管内工质运动的混沌程度较弱，随着加热功率的增大具有最大熵自组织过程的特点，从数学角度揭示了工质在热管内由随机振荡自发向定向循环运动转变的原因。

此外，有学者根据热力学系统分析[65]的方法，获得脉动热管的运行热平衡条件。通过神经网络、混沌和热力学分析等方法，可以从不同侧面和角度揭示脉动热管整体传热运行的深层内涵，了解某些参数和传热特性之间的内在关联，具有常规分析方法所不具备的优势，这对加深热管振荡传热机理的认识是有帮助的。

4 其它方面研究现状

4.1 纳米流体脉动热管

为更好地增强脉动热管的传热能力，选用由纳米颗粒和基液（水、有机液体等）配置而成的新型高效导热工质——纳米流体，被认为是简单有效的方法，也是目前颇受重视的研究方案。2006年，美国密苏里-哥伦比亚大学的 Ma等[66]率先报道了纳米流体脉动热管方面的研究，他们以金刚石/水纳米流体为工质，发现与使用纯水时相比脉动热管的冷热段温差显著下降，在80 W的加热功率下，温差从40.9 ℃降至24.3 ℃。虽然一般情况下纳米流体的导热能力随纳米颗粒浓度的提高而增强，但商福民等[67]和Lin等[68]的研究表明，脉动热管使用热导率较高的水基金属颗粒（分别为Cu和Ag）纳米流体后，其传热效果并非简单随颗粒浓度的增加而增强，一定充液率下颗粒浓度较低时更有利于实现热管传热的强化。而冯剑超和曲伟[69]、Wang等[70]以及Qu等[71]的实验研究则发现脉动热管在使用水基金属氧化物颗粒纳米流体后，其传热能力同样可以得到较大幅度的提高。一定浓度下，非金属氧化物颗粒在增强工质热导率方面的贡献明显较金刚石或金属氧化物颗粒弱，因此单纯从提高工质热导率的角度考虑，显然无法解释以上的实验结果[69-71]。为此，Qu和Wu[72]通过对分别充注Al2O3和SiO2纳米流体脉动热管的比较实验研究发现，热管传热能力的提高与否很大程度上依赖于纳米颗粒在蒸发段内壁面上的沉积状况，颗粒沉积引起的壁面活性核化点数量的成倍增加是引起热管传热强化的主要原因。除纳米颗粒种类外，颗粒的尺寸[73]和形状[74]也会影响脉动热管的传热性能。

最近，也有学者将磁流体[75]、相变微胶囊流体[76]和纳米乳液[77]作为新型工质引入脉动热管中，发现同样具有强化传热的功能，它们作为补充拓展了脉动热管强化传热选择工质的范围，但长期使用过程中不同温度下颗粒或液滴的稳定分散和聚集问题还有待测试。

4.2 微型脉动热管

近年来，国内外学者在槽道型回路脉动热管的微型化方面作了积极的探索，其中有关硅基槽道脉动热管的研究尤具代表性。2005年，日本立命馆大学的 Sugimoto等[78]提出了一种基于硅基材料的脉动热管（整体尺寸86 mm×57 mm，通道截面尺寸575 μm×400 μm），但其通道内工质的振荡运动主要由集成于底部的两个往复式压电泵驱动，因此属主动式传热装置，严格意义上不能称之为热管。

最近，Qu等[6,79-81]利用MEMS湿刻工艺制作了如图3所示的梯形截面通道、当量直径介于251～394 μm的硅基微型回路脉动热管，并对其开展了可视化和传热特性的实验研究。在以FC-72和R113为工质的情况下，观察到泡状流、塞状流、环状/半环状流、波环状流和喷射流等[79]，证明脉动热管通道尺寸微型化后仍可正常运行，并且显示出良好的传热性能[80]。实验中，通道直径251 μm脉动热管的Bond数可小至0.26时[81]，已明显低于式（2）中的下限值0.7。Youn和Kim[82]对通道当量直径571 μm硅基微型回路脉动热管的研究发现，充注乙醇时该热管的有效热导率高达600 W/(m·K)。以上研究为回路脉动热管的微型化和集成化发展奠定了基础。

图3 硅基微型脉动热管[83]

由于尺度效应、界面特性以及主导作用力的不同，通道当量直径仅数百微米的微型回路脉动热管内部工质的相变热力行为较之常规脉动热管更为复杂，相关研究还刚刚起步，后续有待系统深入的研究。

5 应用研究现状

虽然目前对脉动热管的研究仍处于应用基础阶段，真正的商业化产品还较少，但环境适应性强、传热能力突出、制作简易且成本低的优势都是其推广应用的有利条件。一些学者已就脉动热管在微电子冷却、余热回收、干燥、太阳能集热、制冷空调等方面的应用开展了一定的研究。

Rittidech等[3]设计制作了一个用于CPU芯片冷却的开放回路脉动热管紧凑式散热器，以50%充液率的R134 a为工质，结合风扇针对Pentium 4 CPU冷却的实验研究表明，和使用传统热沉相比引入脉动热管后冷却性能更好，但系统的稳定性还有待提高。在干燥工艺中，Rittidech等[7-8]的研究证实脉动热管在预热空气过程中可有效减小其相对湿度并实现余热回收的功能。此后，他们[9-10]又分别将充注R134a工质的开放和闭合回路（带单向阀）脉动热管应用于太阳能集热领域（图4），集热效率分别可达62%和76%，能够与普通热管太阳能集热器相媲美，但价格更低廉，且具有抗冻优势。最近，Lin等[11]将铝板脉动热管（充注丙酮）应用于 LED冷却方面，在自然冷却下可使散热设计功率64 W的LED温度显著下降。

此外，脉动热管在制冷[12]、细胞冷冻[83]、高效热交换[84]和超导磁体冷却[84]等领域均有应用研究方面的报道，显示出广阔的应用前景。

6 展 望

作为新型高效的热管技术，脉动热管以其出色的传热性能和独特的运行方式日益受到国内外学者的关注，并呈现出良好的发展态势。目前针对脉动热管的研究，绝大多数仍处于实验和理论探索阶段，通过众多学者的努力，对其的认识正逐步深入，并为其规模应用和推广打下了良好的基础。为加速脉动热管商业化推广的进程，仍有若干重要问题亟需解决，主要包括以下方面。

（1）继续加强并完善对脉动热管运行传热机理的研究，发展与之自身特征相符并考虑管间压力波动和不平衡影响的汽液两相流模型，以此建立更准确、更具通用性的预测模型。

图4 脉动热管太阳能集热器

（2）根据脉动热管在不同应用领域的差别，选择与之相适应的结构、尺寸参数和工质等类型，并建立各自的实验标准，积累更多的实验测试数据，为其开发设计和优化选型提供帮助。

（3）加强对脉动热管启动和传热极限的研究。脉动热管能否在较低热负荷下快速启动，这在微电子和 LED冷却等对热敏感性要求较高的温控领域尤为重要；同时，针对脉动热管传热极限的研究还较少有报道，有必要加强与之相关的可视化和传热特性方面的研究，这对认识高热负荷下脉动热管的失效特征以增强运行可靠性具有重要意义。

（4）继续拓展脉动热管的应用范围，尤其是空间技术方面的应用，使其早日成为继CPL、LHP之后的又一种高性能空间热管理器件，并有可能成为今后研究的又一个重要方向。

总之，随着对脉动热管认识的深入和对其传热性能的不断改善，相信今后必将同其它热管一样在众多领域得到广泛的应用。

[1]Akachi H.Structure of a heat pipe：US, 4921041[P].1991-08-15.

[2]Kurzweg U H, Ling D Z.Heat transfer by high-frequency oscillations：A new hydrodynamic technique for achieving large effective thermal conductivities[J].Physics of Fluids, 1984, 27 （11）：2624-2627.

[3]Rittidech S, Boonyaem A, Tipnet P.CPU cooling of desktop PC by closed-end oscillating heat-pipe （CEOHP）[J].American Journal of Applied Science, 2005, 2（12）：1574-1577.

[4]Khandekar S, Silwal V, Bhtnagar A, et al.Global effectivness of pulsating heat pipe exchangers：Modeling and experiments[J].International Journal of Heat Pipe Science and Technology, 2010, 1（3）：279-302.

[5]Maydanik Y F, Dmitrin V I, Pastukhov V G.Compact cooler for electronics on the basis of a pulsating heat pipe[J].Applied Thermal Engineering, 2009, 29（17-18）：3511-3517.

[6]Qu J, Wu H, Wang Q.Experimental investigation of silicon-based micro pulsating heat pipe for cooling electronics[J].Nanoscale and Microscale Thermophysical Engineering, 2012, 16（1）：37-49.

[7]Rittidech S, Dangeton W, Soponronnarit S.Closed-ended oscillating heat-pipe （CEOHP）air-preheater for energy thrift in a dryer[J].Applied Energy, 2005, 81（2）：198-208.

[8]Meena P, Rittidech S, Poomsa-ad N.Closed-loop oscillating heat-pipe with check valves （CLOHP/CVs）air-preheater for reducing relative humidity in drying systems[J].Applied Energy, 2007, 84（4）：363-373.

[9]Rittidech S, Wannapakne S.Experimental study of the performance of a solar collector by closed-end oscillating heat pipe （CEOHP）[J].Applied Thermal Engineering, 2007, 27（11-12）：1978-1985.

[10]Rittidech S, Donmaung A, Kumsombut K.Experimental study of the performance of a circular tube solar collector with closed-loop oscillating heat-pipe with check valve （CLOHP/CV）[J].Renewable Energy, 2009, 34（10）：2234-2238.

[11]Lin Z, Wang S, Huo J, et al.Heat transfer characteristics and LED heat sink application of aluminum plate oscillating heat pipes[J].Applied Thermal Engineering, 2011, 31（14-15）：2221-2229.

[12]Yeunyongkul P, Sakulchangsatjatai P, Kammuang-lue N, et al.Experimental investigation of the closed loop oscillating heat pipe condenser for vapor compression refrigeration[C]//International 10th Heat Pipe Symposium, Taipei, Taiwan, 2011.

[13]Khandekar S, Dollinger N, Groll M.Understanding operational regimes of closed loop pulsating heat pipes：An experimental study[J].Applied Thermal Engineering, 2003, 23（6）：707-719.

[14]Shafii M B, Faghri A, Zhang Y.Thermal modeling of unlooped and looped pulsating heat pipes[J].Journal of Heat Transfer, 2001, 123（6）：1159-1172.

[15]Dobson R T, Harms T M.Lumped parameter analysis of closed and open oscillatory heat pipes[C]//Proceedings 11th International Heat Pipe Conference, Tokyo, Japan, 1999：137-142.

[16]Yang H, Khandekar S, Groll M.Operational characteristics of flat plate closed loop pulsating heat pipes[C]//13th International Heat Pipe Conference, Shanghai, China, 2004：283-289.

[17]Cheng P, Wu H Y.Mesoscale and microscale phase-change heat transfer[J].Advanced Heat Transfer, 2006, 39：469-573.

[18]Tong B Y, Wong T N, Ooi K T.Closed-loop pulsating heat pipe[J].Applied Thermal Engineering, 2001, 21（18）：1845-1862.

[19]Groll M, Khandekar S.State of the art on pulsating heat pipes[C]//ASME 2004 2nd International Conference on Microchannels and Minichannels, Rochester, New York, 2004.

[20]杨蔚原, 张正芳, 马同泽.脉动热管运行的可视化实验研究[J].工程热物理学报, 2001, 22（s1）：117-120.

[21]Xu J L, Li Y X, Wong T N.High speed flow visualization of a closed loop pulsating heat pipe[J].International Journal of Heat and Mass Transfer, 2005, 48（16）：3338-3351.

[22]屈健, 吴慧英, 唐慧敏.微小型振荡热管的流动可视化实验[J].航空动力学报, 2009, 24（4）：766-771.

[23]Khandekar S, Charoensawan P, Groll M, et al.Closed pulsating heat pipes.Part B：Visualization and semi-empirical modeling[J].Applied Thermal Engineering, 2003, 23（16）：2021-2033.

[24]曹小林, 席战利, 周晋,等.脉动热管运行可视化及传热与流动特性的实验研究[J].热能与动力工程, 2004, 19（4）：411-415.

[25]Borgmeyer B, Ma H B.Experimental investigation of oscillating motions in a flat plate pulsating heat pipe[J].Journal of Thermophysics and Heat Transfer, 2007, 21（2）：405- 409.

[26]Wilson C, Borgmeyer R, Winholtz A, et al.Visual observation of oscillating heat pipes using neutron radiography[J].Journal of Thermophysics and Heat Transfer, 2008, 22（3）：366-372.

[27]李惊涛, 肖海平, 董向元, 等.脉动热管内微尺度两相流的电容层析成像测量[J].中国电机工程学报, 2009, 29（17）：103-107.

[28]周岩, 曲伟.脉动热管的毛细管结构和尺度效应实验研究[J].工程热物理学报, 2007, 28（4）：646-648.

[29]曹小林, 周晋, 晏刚.脉动热管的结构改进及其传热特性的实验研究[J].工程热物理学报, 2004, 25（5）：807-809.

[30]商福民, 刘登瀛, 冼海珍, 等.采用不等径结构自激振荡流热管实现强化传热[J].动力工程, 2008, 28（1）：100-103.

[31]Rittidech S, Terdtoon P, Murakami M, et al.Correlation to predict heat transfer characteristics of a closed-end oscillating heat pipe at normal operating condition[J].Applied Thermal Engineering, 2003,23（4）：497-510.

[32]Charoensawan P, Khandekar S, Groll M, et al.Closed loop pulsating heat pipes.Part A：Parametric experimental investigations[J].Applied Thermal Engineering, 2003, 23（16）：2009-2020.

[33]Nishio S.Single-phase laminar-flow heat transfer and two–phase oscillating-flow heat transport in microchannels[J].Heat Transfer Engineering, 2004, 25（3）：31-43.

[34]汪双凤, 西尾茂文.加热段冷却段长度分配对脉动热管性能的影响[J].华南理工大学学报, 2007，35 （11）：59-62.

[35]Melkikh A V, Dolgirev Y E.Self-oscillations in oscillating heat pipes[J].High Temperature, 2006, 44（4）：542-547.

[36]Akachi H, Polasek F, Stulc P.Pulsating heat pipes[C]//5th International Heat Pipe Symposium, Melbourne, Australia, 1996：208-217.

[37]Sakulchangsatjatai P, Terdtoon P, Wongratanaphisan T, et al.Operation modeling of closed-end and closed-loop oscillating heat pipes at normal operating condition[J].Applied Thermal Engineering,2004, 24（7）：995-1008.

[38]胡建军, 徐进良.汞-水混合工质脉动热管实验研究[J].化工学报,2008, 59（5）：1083-1090.

[39]Wang D, Cui X.Experimental research on pulsating heat pipe with different mixtures working fluids[C]//The 21st International Symposium on Transport phenomena, Kaohsiung City, Taiwan, 2010.

[40]Fumoto, K, Kawaji M, Kawanami T.Study on a pulsating heat pipe with self-rewetting fluid[J].ASME Journal of Heat Transfer, 2010,132（3）：031005.

[41]Charoensawan P , Terdtoon P , Tantakom P, et al.Effects of inclination angles , filling ratios and total lengths on heat transfer characteristics of a closed-loop oscillating heat pipe[C]//6th International Heat Pipe Symposium, Chiang Mai, Thailand, 2000.

[42]杨洪海, 韩洪达, Groll M.倾斜角及充液率对脉动热管运行性能的影响[J].动力工程, 2009, 29（2）：159-162.

[43]Miyazaki Y, Akachi H.Heat transfer characteristics of looped capillary heat pipe[C]//5th International Heat Pipe Symposium,Melbourne, Australia, 1996.

[44]曹小林, 王伟, 陈杰, 等.环路型脉动热管的工质流动和传热特性实验研究[J].热科学与技术, 2007, 6（1）：56-59.

[45]Gu J, Kawaji M, Futamata R.Microgravity performance of micro pulsating heat pipes[J].Microgravity-Science and Technology, 2005,16（1-4）：181-185.

[46]Thompson S M, Hathaway A A, Smoot C D, et al.Robust thermal performance of a flat-plat oscillating heat pipe during high gravity loading[J].ASME Journal of Heat Transfer, 2011, 133 （10）：104504.

[47]Groll M, Khandekar S.Pulsating heat pipes：A challenge and still unsolved problem in heat pipe science[C]//The third international conference on transport phenomena in multiphase systems, Baranów Sandomierski, Poland, 2002.

[48]林梓荣, 汪双凤, 吴小辉.脉动热管技术研究进展[J].化工进展,2008, 27（10）：1526-1532.

[49]Zuo Z J, North M T.Miniature High Heat Flux Heat Pipes for Cooling of Electronics[C]//Proceedings SEE, Hong Kong, China,2000：573-579.

[50]Wong T N, Tong B Y, Lim S M, Ooi K T.Theoretical Modeling of Pulsating Heat Pipe[C]//Proceedings 11th International Heat Pipe Conference, Tokyo, Japan, 1999：378–392.

[51]Ma H B, Borgmeyer B, Cheng P, et al.Heat transport capability in an oscillating heat pipe[J].ASME Journal of Heat Transfer, 2008, 130（8）：081501.

[52]Shafii M B, Faghri A, Zhang Y.Analysis of heat transfer in unlooped and looped pulsating heat pipes[J].International Journal of Numerical Methods for Heat and Fluid Flow, 2002, 12 （5）：585-609.

[53]胡朝发, 贾力.脉动热管气液塞振荡运动模型[J].化工学报, 2011,62（s1）：113-117.

[54]Nikolayev V S.A dynamic filim model of the pulsating heat pipe[J].ASME Journal of Heat Transfer, 2011, 133（8）：081504.

[55]刘向东, 郝英立.闭式循环振荡热管内气液两相流数值模拟[J].东南大学学报, 2009, 39（5）：961-966.

[56]Xu D, Chen T, Xuan Y.Thermo-hydrodynamics analysis of vapor–liquid two-phase flow in the flat-plate pulsating heat pipe[J].International Communications in Heat and Mass Transfer, 2012, 39（4）：504-508.

[57]Shafii M B, Arabnejad S, Saboohi Y, et al.Experimental investigation of pulsating heat pipes and a proposed correlation[J].Heat Transfer Engineering, 2010, 31（10）：854-861.

[58]Lin Z, Wang S, Chen J, et al.Experimental study on effective range of miniature oscillating heat pipes[J].Applied Thermal Engineering,2011, 31（5）：880-886.

[59]Qu J, Wang Q.Experimental study on the thermal performance of a vertical closed-loop oscillating heat pipe and correlation modeling[J].Applied Energy, 2013, accepted.

[60]崔晓钰, 温建华, M.GROLL.基于神经网络的振荡热管传热性能建模[J].化工学报, 2003, 54（9）：1319-1322.

[61]Lee Y W, Chang T L.Application of NARX neural networks in thermaldynamics indentification of a pulsating heat pipe[J].Energy Conversion and Management, 2009, 50（4）：1069-1078.

[62]Maezawa S, Sato F, Gi K.Chaotic dynamics of looped oscillating heat pipes （Theoretical Analysis on Single Loop）[C]//6th International Heat Pipe Symposium, ChiangMai, Thailand, 2000.

[63]Song Y, Xu J.Chaotic behavior of pulsating heat pipes[J].International Journal of Heat and Mass Transfer, 2009, 52 （13-14）：2932-2941.

[64]Qu J, Wu H, Cheng P, et al.Non-linear analyses of temperature oscillations in a closed-loop pulsating heat pipe[J].International Journal of Heat and Mass Transfer, 2009, 52（15-16）：3481-3489.

[65]苏磊, 张红.回路脉动热管运行稳定性分析[J].化工学报, 2007,58（8）：1931-1934.

[66]Ma H B, Wilson C, Borgmeyer B, et al.Effect of nanofluid on the heat transport capability in an oscillating heat pipe[J].Applied Physics Letters, 2006, 88（14）：143116.

[67]商福民, 刘登瀛, 冼海珍, 等.自激振荡流热管内 Cu-水纳米流体的传热特性[J].动力工程, 2007, 27（2）：233-236.

[68]Lin Y, Kang S, Chen H.Effect of silver nanofluid on pulsating heat pipe thermal performance[J].Applied Thermal Engineering, 2008, 28（11-12）：1312-1317.

[69]冯剑超, 曲伟.纳米流体振荡热管的性能实验[J].中国科学院研究生院学报, 2009, 26（1）：50-57.

[70]Wang S, Lin Z, Zhang W, et al.Heat transport characteristics of an oscillating heat pipe with Al2O3nanofluid[C]//Proceedings of the ASME 2009 2nd Micro/Nanoscale Heat & Mass Transfer International Conference, Shanghai, China, 2009：18530.

[71]Qu J, Wu H, Cheng P.Thermal performance of an oscillating heat pipe with Al2O3–water nanofluids[J].International Communications in Heat and Mass Transfer, 2010, 37（2）：111-115.

[72]Qu J, Wu H.Thermal performance comparison of oscillating heat pipes with SiO2/water and Al2O3/water nanofluids[J].International Journal of Thermal Sciences, 2011, 50（10）：1954-1962.

[73]Ji Y, Ma H, Su F, et al.Particle size effect on heat transfer performance in an oscillating heat pipe[J].Experimental Thermal and Fluid Science, 2011, 35（4）：724-727.

[74]Ji Y, Wilson C, Chen H, et al.Particel shape effect on heat transfer performance in an oscillating heat pipe[J].Nanoscale Research Letter,2011, 6：296.

[75]Mohammadi M, Mohammadi M, Shafii M B.Experimental investigation of a pulsating heat pipe using ferrofluid （magnetic nanofluid）[J].ASME Journal of Heat Transfer, 2012, 134（1）：014504.

[76]林梓荣, 汪双凤, 张伟保, 等.功能热流体强化脉动热管的热输送特性[J].化工学报, 2009, 60（6）：1373-1379.

[77]屈健, 吴慧英.水/FC-72纳米乳液振荡热管实验研究[J].高校化学工程学报, 2012, 26（2）：210-215.

[78]Sugimoto M, Minai K, Uemura M, et al.A novel micro counter-stream-mode oscillating-flow （COSMOS）heat-pipe[C]//18th IEEE International Conference on Micro Electro Mechanical Systems, Shiga, Japan, 2005.

[79]屈健, 吴慧英, 郑平.硅基微型振荡热管的流动可视化实验研究[J].中国科学：技术科学, 2010, 40（5）：575-581.

[80]屈健, 吴慧英.微型硅基振荡热管传热特性[J].化工学报, 2011,62（11）：3046-3052.

[81]Qu J, Wu H, Cheng P.Start-up, heat transfer and flow characteristics of silicon-based micro pulsating heat pipes[J].International Journal of Heat and Mass Transfer, 2012, 55（21-22）：6109-6120.

[82]Youn Y J, Kim S J.Fabrication and evaluation of a silicon based micro pulsating heat spreader[J].Sensors and Actuators A：Physical,2012, 174：189-197.

[83]Han X, Ma H, Jiao A, et al.Investigations on the heat transport capability of a cryogenic oscillating heat pipe and its application in achieving ultra-fast cooling rates for cell vitrification cryopreservation[J].Cryobiology, 2008, 56（3）：195-203.

[84]Natsume K, Mito T, Yanagi N, et al.Heat transfer performance of cryogenic oscillating heat pipes for effective cooling of superconducting magnets[J].Cryogenics, 2010, 51（6）：309-314.