一、引言
脈動(dòng)熱管作為高效傳熱元件，在電子設(shè)備散熱、余熱回收等領(lǐng)域具廣闊應(yīng)用前景，其啟動(dòng)性能與傳熱穩(wěn)定性直接決定工作效率。工質(zhì)物性是影響其性能的關(guān)鍵因素，表面活性劑可通過調(diào)控工質(zhì)表面張力、潤濕性等優(yōu)化傳熱過程。AEO-9（脂肪醇聚氧乙烯醚）因熱穩(wěn)定性好、耐酸堿、表面活性優(yōu)異，被選為研究對象，旨在明確其對脈動(dòng)熱管啟動(dòng)與傳熱特性的調(diào)控規(guī)律及機(jī)制。
二、實(shí)驗(yàn)條件概述
實(shí)驗(yàn)采用加熱功率梯度為40W、60W、80W、100W、120W；AEO-9質(zhì)量濃度設(shè)置為10mg/kg、20mg/kg、30mg/kg、40mg/kg，以去離子水為對照基準(zhǔn)。通過測量啟動(dòng)時(shí)間（熱管達(dá)到穩(wěn)定脈動(dòng)所需時(shí)間）、熱阻（衡量傳熱效率核心指標(biāo)）、蒸發(fā)段溫度波動(dòng)幅度（反映傳熱穩(wěn)定性）評估性能影響。
三、對啟動(dòng)特性的影響
AEO-9對脈動(dòng)熱管啟動(dòng)時(shí)間的影響呈“先縮短后延長”的濃度效應(yīng)，且受功率顯著調(diào)控。低濃度（10~20mg/kg）時(shí)，AEO-9降低工質(zhì)表面張力，減少氣泡生成臨界能量，增加核化點(diǎn)密度，促進(jìn)連續(xù)脈動(dòng)流形成，顯著縮短啟動(dòng)時(shí)間；20mg/kg為最優(yōu)濃度，40W工況下啟動(dòng)時(shí)間最大縮短29.2%。當(dāng)濃度超過20mg/kg，表面活性劑分子聚集導(dǎo)致工質(zhì)粘度上升，流動(dòng)阻力增加，抵消表面張力優(yōu)勢，啟動(dòng)時(shí)間逐漸回升。
功率效應(yīng)方面，低功率（≤60W）下，熱驅(qū)動(dòng)不足導(dǎo)致去離子水啟動(dòng)困難，AEO-9的改善效果更顯著；高功率（≥100W）時(shí)，熱流密度高，氣泡生成速率快，熱管本身啟動(dòng)時(shí)間較短，AEO-9的調(diào)控作用相對弱化。
四、對傳熱特性的影響
1.熱阻的功率依賴性變化
AEO-9對熱阻的影響存在明顯功率分界點(diǎn)（約80W），呈現(xiàn)雙向調(diào)控規(guī)律。低功率（≤60W）時(shí)，熱阻隨AEO-9濃度升高呈先降后升趨勢，10mg/kg為最優(yōu)濃度，40W工況下熱阻最大降低35.8%；此區(qū)間內(nèi)，低濃度AEO-9的表面張力降低效應(yīng)主導(dǎo)，促進(jìn)沸騰傳熱，而高濃度下粘度增加導(dǎo)致的流動(dòng)阻力上升成為主要負(fù)面影響因素。高功率（≥100W）時(shí)，強(qiáng)烈熱驅(qū)動(dòng)使流動(dòng)阻力影響弱化，表面張力降低效應(yīng)占據(jù)主導(dǎo)，熱阻隨AEO-9濃度升高持續(xù)降低，高濃度（40mg/kg）時(shí)傳熱強(qiáng)化效果最顯著。

2.傳熱穩(wěn)定性的提升
AEO-9可有效改善脈動(dòng)熱管傳熱穩(wěn)定性，表現(xiàn)為蒸發(fā)段溫度波動(dòng)幅度顯著減小，且濃度越高改善效果越明顯。120W高功率工況下，40mg/kg AEO-9使溫度波動(dòng)幅度最大減小68.4%。核心原因是AEO-9在氣液界面形成定向分子層，穩(wěn)定氣泡形態(tài)，減少氣泡隨機(jī)合并與破裂，使氣液兩相流動(dòng)更均勻，避免局部過熱與液塞阻塞，提升傳熱過程穩(wěn)定性。
五、作用機(jī)理與結(jié)論
1.核心作用機(jī)理
AEO-9通過多重界面與流動(dòng)調(diào)控機(jī)制協(xié)同影響脈動(dòng)熱管性能：一是表面張力調(diào)控，促進(jìn)氣泡核化與脫離；二是潤濕優(yōu)化，增強(qiáng)工質(zhì)對管壁潤濕性，減薄液膜降低接觸熱阻；三是流動(dòng)穩(wěn)定性調(diào)控，低濃度促進(jìn)均勻脈動(dòng)流，高濃度通過粘度適度增加抑制流動(dòng)劇烈波動(dòng)；四是界面穩(wěn)定效應(yīng)，減少氣液兩相界面擾動(dòng)，提升傳熱連續(xù)性。
2.結(jié)論
AEO-9非離子表面活性劑可有效調(diào)控脈動(dòng)熱管啟動(dòng)與傳熱性能，核心規(guī)律為：啟動(dòng)時(shí)間最優(yōu)濃度20mg/kg，最大縮短29.2%；熱阻具功率依賴性，低功率選10~20mg/kg、高功率選30~40mg/kg，最大熱阻降低35.8%；高濃度AEO-9顯著提升傳熱穩(wěn)定性，最大減小68.4%溫度波動(dòng)。其調(diào)控本質(zhì)是表面張力降低的強(qiáng)化效應(yīng)與粘度增加的阻力效應(yīng)的平衡。該研究為脈動(dòng)熱管工質(zhì)優(yōu)化提供了新途徑，適用于不同功率需求的散熱場景。