In dieser Arbeit werden experimentelle und numerische Untersuchungen präsentiert, die weiterführende Einblicke in die Funktionsweise eines pulsierenden Wärmerohrs gewähren. Der Schwerpunkt liegt dabei auf dem Zusammenhang zwischen der für Nukleation notwendigen Wandüberhitzung und dem thermischen Widerstand. Daher wurden drei transparente, geometrisch identische, Versuchsaufbauten angefertigt, die sich lediglich durch deren Oberflächenrauigkeit im Verdampferbereich unterscheiden. Diese wurden durch Fräsen sowie Sand- und Glasperlenstrahlen hergestellt. Um die thermische Performance bewerten zu können, wurde der thermische Widerstand zwischen Verdampfer und Kondensator des pulsierenden Wärmerohrs mit R1233zd(E) als Kältemittel gemessen. Geringer Flüssigfüllstand, hohe Wärmeströme, Fluidtemperatur und Oberflächenrauigkeit verringerten dabei den thermischen Widerstand. Der Einfluss der Oberflächenrauigkeit war besonders signifikant bei kleinen Wärmeströmen. Die Oberflächenstruktur im Verdampferbereich wurde durch Aufnahmen mit einem Konfokal-Mikroskop sowie eines neuartigen Auswertealgorithmus charakterisiert, dadurch konnten Blasenradienverteilungen (Kavitätsgrößenverteilungen) aus den Aufnahmen abgeleitet werden. Auf dieser Basis konnten mittlere notwendige Wandüberhitzungen für das Blasensieden für jeden aufgezeichneten Messpunkt anhand der Siedeverzugsgleichung bestimmt werden. Eine neu eingeführte Größe, die relative Nukleationshürde (RNT), konnte somit bestimmt werden. Sie stellt den Quotienten der theoretisch notwendigen Wandüberhitzung zur Temperaturdifferenz dar, die aufgrund von Wärmeleitung in einem inaktiven pulsierenden Wärmerohr verfügbar ist. Es konnte gezeigt werden, dass der thermische Widerstand des pulsierenden Wärmerohrs direkt mit RNT korreliert. Die Korrelation ist für unterschiedliche Wärmeströme, Fluidtemperaturen und Verdampferrauigkeiten gültig. Die Koeffizienten der Korrelation hängen von dem Flüssigfüllstand des pulsierenden Wärmerohrs ab. Mithilfe einer Hochgeschwindigkeitskamera konnten Aufnahmen der Fluidströmung in den Kanälen des Verdampferbereichs aufgezeichnet werden. In Kombination mit einem neuartigen Blasendetektions- und Tracking-Algorithmus konnten somit mittlere Blasenentstehungsraten (Anzahl neu entstandener Blasen pro Sekunde) im Verdampferbereich in den untersuchten Zeitintervallen bestimmt werden. Bei einem Flüssigkeitsfüllstand von 70% wurde ein Zusammenhang zwischen der Blasenentstehungsrate und RNT entdeckt. Die maximale Blasenentstehungsrate tritt bei RNT=0,3 auf. Für große RNT-Werte oder gegen RNT=0 nähert sich die Blasenentstehungsrate null an. Für RNT>0,3 lässt sich dieser Trend dadurch erklären, dass ein höherer RNT-Wert zu einer geringeren Wahrscheinlichkeit für Blasenbildung und damit zu einer niedrigeren Blasenentstehungsrate führt. In den experimentellen Untersuchungen konnte jedoch nicht quantitativ bestimmt werden, wie der Abfall der Blasenentstehungsrate gegen RNT=0 zu erklären ist. Beobachtungen des Strömungsverhaltens legen jedoch nahe, dass sich für niedrige RNT-Werte weniger Flüssigphase im Verdampfer befindet. Da Blasen nur entstehen können, wenn Flüssigphase im Verdampfer vorhanden ist, entstehen hier weniger Blasen, obwohl RNT reduziert wird. Um weitere Einblicke in das Verhalten eines pulsierenden Wärmerohrs zu bekommen, wurden daraufhin 1D-Simulationen durchgeführt. Um ein korrektes physikalisches Verständnis anhand der Simulationen ableiten zu können, mussten diese zunächst mittels Versuchsdaten im entsprechenden Parameterbereich validiert werden. Daher wurden die Randbedingungen aus den durchgeführten Versuchen in den Simulationen rekonstruiert. Die Simulation zeigte dabei für 70% Flüssigkeitsfüllstand ausreichend genaue Ergebnisse für den thermischen Widerstand bei Variationen des Wärmestroms, der Fluidtemperatur und der Oberflächenrauigkeit. Andere Füllstände lieferten jedoch keine ausreichende Genauigkeit in der Simulation, daher wurden für die weiterführende Analyse der Simulationsergebnisse nur Berechnungen bei 70% Füllstand verwendet. Anhand der Simulationsdaten konnte aufgezeigt werden, dass die Wärmeübergangskoeffizienten zwischen der Kanalwand und dem Fluid, die Oszillationsfrequenz der Strömung, sowie der Anteil an Flüssigphase im Verdampferbereich von RNT abhängen. Dies stärkt die Plausibilität der experimentell ermittelten Korrelation. Unter der Annahme, dass Blasen nur entstehen können, wenn Flüssigphase im Verdampfer vorhanden ist, konnten die simulativ ermittelten Flüssigphasenanteile im Verdampfer genutzt werden, um die Blasenentstehungsraten in den Versuchen quantitativ zu erklären. Zusammenfassend konnte gezeigt werden, dass die für das Blasensieden notwendige Wandüberhitzung einen großen Einfluss auf die Leistung eines pulsierenden Wärmerohrs hat. Um die Korrelation auch für verschiedene Kanalgeometrien nutzen zu können, wurde sie anhand von Simulationsdaten empirisch erweitert, sodass der Auslegungsprozess für ein pulsierendes Wärmerohr vereinfacht werden kann. Dazu wurden Simulationen bei unterschiedlichen Verdampferlängen und unterschiedlicher Anzahl an Kanälen durchgeführt. Anhand der Gesamtkanallänge im Verdampferbereich wurde eine modifizierte Korrelation eingeführt.