现如今我国下一代战机以超飞行、超隐身等多种能力作为发展目标,未来将配备高性能雷达、定向能武器等大功率设备;同时在高原、两极等低温环境下,传统战机冷却系统面临不能及时启动运行的问题。因此,如何高效解决机载电子设备在高热流和低温环境下的热管理问题,对于增强下一代战机的综合性能具有战略意义。面临以上复杂的散热工况,常规方式已不能满足要求,亟需引进高效稳定的冷却方案。喷雾冷却作为较有前景的下一代高热流传热技术,受到了众多研究人员的关注。为进一步丰富乙二醇溶液及其纳米流体喷雾冷却传热实验研究内容,本文拟搭建以乙二醇溶液为工质的喷雾冷却实验系统,研究不同乙二醇质量分数、工质温度、质量流量以及不同纳米颗粒和分散剂质量分数等影响因素对喷雾冷却表面传热性能的影响规律和传热特性;并拟基于大量实验数据,利用最小二乘法原理拟合得出一组无沸腾区喷雾冷却传热无量纲关联式。研究成果将在一定程度上为机载低温喷雾冷却系统提供理论和实验支撑。本文的具体工作内容如下:（1）采用两步法制备了以乙二醇溶液为基液的纳米流体,并通过摄影观察对比法和分光光度法进行了纳米流体稳定性评判试验。试验发现:以乙二醇溶液为基液,Tween系列非离子型分散剂的分散稳定性明显优于SDS,分散剂Tween20的分散稳定性略好于分散剂Tween40,而且不同纳米颗粒浓度存在相应的分散剂最佳添加浓度值。（2）完成了乙二醇水溶液喷雾冷却实验,研究了乙二醇溶液在不同的浓度、喷嘴入口温度和质量流量下的稳态喷雾冷却表面传热性能。实验结果表明:工质热物性随乙二醇质量分数发生显著变化,乙二醇质量分数增大导致热物性和雾化特性同时恶化而降低了传热性能;表面传热系数随质量流量增加先逐渐增大后趋于稳定,流量从0.5增至1.0 kg/min,表面传热系数平均提升约29.8%;表面传热系数随喷嘴入口温度增加先缓慢提升再趋于稳定;蒸发强度与喷嘴入口温度的变化趋势一致,所以蒸发换热是单相区喷雾冷却传热不可忽视的传热形式。（3）完成了以乙二醇水为基液的纳米流体喷雾实验,研究了不同纳米颗粒和分散剂质量分数下稳态喷雾冷却表面传热性能。结果表明:相比原溶液,纳米流体有更好的热物性;实验中,表面传热系数整体上随纳米颗粒质量分数的增大而降低,平均降低约6.65%;局部上随纳米颗粒质量分数增大先降低再升高后降低。究其原因,一是传热表面出现银灰色纳米颗粒沉积削弱了传热;二是出现了喷雾发泡效应,这导致喷雾工质携带大量气泡撞击表面影响了液膜流动规律,进而引起传热削弱。另外,通过加入分散剂降低工质表面张力改善了发泡效应的不利影响,这使得低热流下表面传热系数比原基液增强约2.6%。（4）基于本文的大量实验数据,拟合得到了一组无沸腾区努歇尔特数Nu喷雾冷却传热无量纲关联式。拟合发现关联式精度受普朗特数Pr、雷诺数Re、蒸发强度以及韦伯数We的主要影响,而Re和Pr作为基础无量纲数,在拟合中当首先考虑。添加We和均能提高关联式精度,但对精度的影响更大;拟合得出的乙二醇水溶液和氧化铝纳米流体喷雾冷却传热无量纲关联式误差精度最小分别为10%和11.5%。