一、引言
脈動熱管作為高效傳熱元件，在電子設備散熱、余熱回收等領域具廣闊應用前景，其啟動性能與傳熱穩定性直接決定工作效率。工質物性是影響其性能的關鍵因素，表面活性劑可通過調控工質表面張力、潤濕性等優化傳熱過程。AEO-9（脂肪醇聚氧乙烯醚）因熱穩定性好、耐酸堿、表面活性優異，被選為研究對象，旨在明確其對脈動熱管啟動與傳熱特性的調控規律及機制。
二、實驗條件概述
實驗采用加熱功率梯度為40W、60W、80W、100W、120W；AEO-9質量濃度設置為10mg/kg、20mg/kg、30mg/kg、40mg/kg，以去離子水為對照基準。通過測量啟動時間（熱管達到穩定脈動所需時間）、熱阻（衡量傳熱效率核心指標）、蒸發段溫度波動幅度（反映傳熱穩定性）評估性能影響。
三、對啟動特性的影響
AEO-9對脈動熱管啟動時間的影響呈“先縮短后延長”的濃度效應，且受功率顯著調控。低濃度（10~20mg/kg）時，AEO-9降低工質表面張力，減少氣泡生成臨界能量，增加核化點密度，促進連續脈動流形成，顯著縮短啟動時間；20mg/kg為最優濃度，40W工況下啟動時間最大縮短29.2%。當濃度超過20mg/kg，表面活性劑分子聚集導致工質粘度上升，流動阻力增加，抵消表面張力優勢，啟動時間逐漸回升。
功率效應方面，低功率（≤60W）下，熱驅動不足導致去離子水啟動困難，AEO-9的改善效果更顯著；高功率（≥100W）時，熱流密度高，氣泡生成速率快，熱管本身啟動時間較短，AEO-9的調控作用相對弱化。
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（約80W），呈現雙向調控規律。低功率（≤60W）時，熱阻隨AEO-9濃度升高呈先降后升趨勢，10mg/kg為最優濃度，40W工況下熱阻最大降低35.8%；此區間內，低濃度AEO-9的表面張力降低效應主導，促進沸騰傳熱，而高濃度下粘度增加導致的流動阻力上升成為主要負面影響因素。高功率（≥100W）時，強烈熱驅動使流動阻力影響弱化，表面張力降低效應占據主導，熱阻隨AEO-9濃度升高持續降低，高濃度（40mg/kg）時傳熱強化效果最顯著。

2.傳熱穩定性的提升
AEO-9可有效改善脈動熱管傳熱穩定性，表現為蒸發段溫度波動幅度顯著減小，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，穩定氣泡形態，減少氣泡隨機合并與破裂，使氣液兩相流動更均勻，避免局部過熱與液塞阻塞，提升傳熱過程穩定性。
五、作用機理與結論
1.核心作用機理
AEO-9通過多重界面與流動調控機制協同影響脈動熱管性能：一是表面張力調控，促進氣泡核化與脫離；二是潤濕優化，增強工質對管壁潤濕性，減薄液膜降低接觸熱阻；三是流動穩定性調控，低濃度促進均勻脈動流，高濃度通過粘度適度增加抑制流動劇烈波動；四是界面穩定效應，減少氣液兩相界面擾動，提升傳熱連續性。
2.結論
AEO-9非離子表面活性劑可有效調控脈動熱管啟動與傳熱性能，核心規律為：啟動時間最優濃度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顯著提升傳熱穩定性，最大減小68.4%溫度波動。其調控本質是表面張力降低的強化效應與粘度增加的阻力效應的平衡。該研究為脈動熱管工質優化提供了新途徑，適用于不同功率需求的散熱場景。