Актуальность. Создание новых технологий утилизации теплоты дымовых газов, образующихся в различных металлургических процессах и при сжигании органических топлив на тепловых электростанциях, невозможно без развития фундаментальных знаний процессов теплопереноса в энергоэффективных надежных термодинамических системах на базе термосифонов. Актуальность исследования процессов теплопереноса в относительно тонком (толщиной не более 10 мм) слое теплоносителя в испарителе термосифона обоснована необходимостью разработки математических моделей более простых по сравнению с моделями на базе уравнений Навье–Стокса, или учитывающих только механизм теплопроводности. Цель: оценка вклада термогравитационной конвекции в процесс теплопереноса в малом по толщине слое жидкости в условиях, характерных для нижней крышки термосифона – при нагреве нижней поверхности слоя и испарении его с верхней поверхности. Методы. Теневым методом установлены траектории трассеров в слое жидкости. Регистрация перемещений трассеров проводилась Particle Tracking Velocimetry методом с использованием специальной системы визуализации. Задача теплопроводности в слое жидкости решена методом конечных разностей. Результаты. По результатам экспериментальных исследований теплопереноса в слое жидкости малой толщины в условиях, соответствующих по основным значимым факторам нагреву теплоносителя на нижней крышке термосифона, установлено влияние плотности теплового потока, толщины слоя жидкости, свойств теплоносителя на температуры и скорости в этом слое. Установлено, что увеличение теплового потока и рост толщины слоя теплоносителя приводят к интенсификации циркуляционных течений. Показано, что в ламинарном режиме течения (Ra=10³÷5·10⁵) интенсивность процессов теплопереноса в слое этанола выше, чем в воде. Установлено, что в малом по толщине слое жидкости (от 3,2 до 7,4 мм) процесс термогравитационной конвекции интенсивнее процесса теплопроводности.