当前电子技术和激光技术产业迅猛发展,这些电子器件和激光器件在工作中会产生较高的热流,每平方厘米可达数百瓦乃至数千瓦的量级。而它们的最佳工作温度一般要求不超过75℃。喷雾冷却因其具备传热热阻小、换热性能好、温度梯度低、沸腾换热无滞后性和工质流量需求少等优点,在大功率器件散热方面有着广阔的应用前景。目前大多数研究以强化喷雾冷却换热效果为主,而关于表面润湿特性的研究多集中于池沸腾方面。本文以去离子水为冷却介质,通过数值模拟与实验研究对喷雾冷却无沸腾区换热特性进行相关研究,重点研究表面特性对其换热特性的影响。具体研究内容如下:1.基于欧拉-拉格朗日模型建立喷雾冷却换热数值模型,改变热源输入热流、喷嘴高度和冷却介质流量等参数,探究其对喷雾冷却传热特性的影响规律,重点分析热表面温度、液膜厚度与流速的分布特点。2.搭建喷雾冷却实验装置,实验研究基本因素包括喷嘴高度、喷嘴流量及加热功率对喷雾冷却传热特性的影响,发现这些参数对喷雾冷却性能的影响规律与数值模拟结果一致。3.改变表面粗糙度和表面润湿特性,探究不同粗糙度表面及超亲水/疏水表面在喷雾冷却无沸腾区的换热性能。发现粗糙度改变对喷雾冷却换热特性并没有明显的强化作用;与光滑表面上喷雾冷却换热特性相比,超亲水/疏水表面反而会恶化传热。