脉动热管具有无传统热管中的毛细芯结构、结构多样、传热性能高等特点,是解决目前微小尺寸下高热流密度散热问题的有效传热设备。脉动热管中常规工作介质会限制脉动热管的微型化和传热性能。本文通过高热导率的液态金属及低表面张力的表面活性剂溶液耦合,旨在通过表面活性剂溶液和输入功率调控液态金属微纳液滴的尺寸分布,并开展了对液态金属与十二烷基硫酸钠（SDS）和十二烷基苯磺酸钠（SDBS）两种表面活性剂组成的混合工质的可视化观测和传热性能实验,解释了液态金属在脉动热管中的分散和振荡运动规律以及混合工质对热管传热性能的影响。本文主要研究内容及结论如下:（1）设计并构建脉动热管可视化和传热实验测试系统,采集不同液态金属与表面活性剂工质配比下的可视化与传热数据,通过图像处理系统分析液态金属液滴的分散和分布规律,结合液弹在通道内运动的强度与热管的传热数据进一步阐明液态金属微纳液滴多重振荡强化脉动热管传热的方式。（2）基于可视化结果,研究脉动热管内液态金属液滴的分散机理。实验结果表明液态金属在蒸汽膨胀产生的剪切力作用下被分散成球形液滴,同时表面活性剂分子作用在液态金属液滴表面上的静电斥力和空间位阻降低了液滴间的团聚,进而使脉动热管中的液态金属以稳定的液滴形式参与振荡流动。在SDBS溶液中,可以分散出微米级的液滴。表面活性剂SDS时,液态金属可以被分散出粒径在410-520nm的纳米级液滴。（3）将液态金属镓铟锡合金与SDBS组成混合工质,对液态金属分散效果最好的SDBS质量分数为0.4wt%,此时液态金属在260-380W的输入功率下被分散成粒径范围在0.2-0.6mm的液滴,并拥有最佳的振荡效果。液态金属填充量为5%,SDBS溶液质量分数为0.4 wt%时,脉动热管具有最佳的传热性能,与纯水工质相比传热性能最多提高14.4%。（4）液态金属与SDS组成的混合工质中,液态金属填充量在20-25%时,液态金属球型液滴的粘度高、质量大,会阻碍混合工质的振荡运动从而降低脉动热管的传热性能,填充量在5-10%时,混合工质耦合了液态金属的高导热率特性,传热性能最多提高22.0%。当液态金属填充量为5%时,在不同的表面活性剂溶液混合工质中均具有较好的传热性能。