随着科技发展,芯片体积越来越小,功率越来越大,热流密度不断增加,芯片产生的大量热量如果没有及时转移就会损坏电子元器件。传统冷却方式受换热量不足等限制,无法有效实际应用于电子设备冷却中,喷雾冷却以其热流移除能力强、换热均匀等优点,成为电子设备散热的有效选择。以前的实验研究对于喷雾冷却的传热特性及其影响因素有着较为充分的研究,对于单相冷却区的模拟研究也有很大的进展。但是对换热起着关键性作用的液膜研究却较少,对于液膜动态特性研究的缺乏导致了喷雾冷却传热机理研究的不完整。本文通过搭建喷雾冷却可视化实验台,对液膜这一表面特性进行深入研究。首先,对喷雾冷却中液滴速度这一基本物理量进行实验测量,分别测得水、HFE‐7000以及HFE‐7100三种工质在不同喷嘴高度、不同进口压力、不同工质过冷度以及不同热流工况下液滴速度随喷雾半径分布,并得到实验关联式。实验结果表明,在不同高度下三种工质的液滴速度分布均呈现先增大后减小的趋势,对于不同压力,随着压力增大,液滴速度也在增大,而工质过冷度和热流对液滴速度影响不明显。通过搭建喷雾冷却实验台获得不同压力、不同热流等工作条件下换热表面液膜图像,并对图像进行分析。利用MATLAB软件编程实现对所获得图像的处理,对该图像面积以及速度进行定量求解。对于孤立液膜给出其定义,分析单个液膜从形成到运动到换热边界的形态变化和速度变化,液膜面积随着时间变化逐渐增大,液膜速度总体上增大,有时因为与别的液膜融合或被液滴击碎而突变。分析压力,热流对孤立液膜影响,发现随热流增大,液膜由连续变为分散。随压力增大,液膜趋于连续状。并且在此过程中,孤立液膜速度总是呈现增大趋势。最后将液滴速度与孤立液膜速度联系起来,用表面平均雷诺数表示孤立液膜初始动量,结合雅可比数对孤立液膜平均速度进行实验关联式拟合。