喷雾冷却具有换热能力高、所需工质量小、无接触热阻等诸多优点,本文基于风冷式热泵机组与太阳能温差发电装置,对两种不同形式喷雾冷却技术的应用效果进行了实验测试与模拟分析。在空冷机组增设喷雾装置后,机组耗功减少、制冷量增加,综合能效系数提高,且环境温度越高,喷雾冷却优势越明显,此时大部分液滴在环境中蒸发,部分未蒸发液滴撞击并粘附在机组表面。在温差发电系统上增设喷雾装置后,系统净输出功率增大,冷端换热系数随着喷雾流量的增大而增大,同时功耗增加,存在使系统净发电性能最大的最优喷雾流量。本文为了研究热表面上粘附液滴的蒸发换热过程,建立了可视化实验平台,喷雾液滴撞击到热表面之后,呈现顶端温度低,边缘温度高的凹状分布,在液滴边缘以外的热表面形成一圈低温斑,强化了加热板的内部导热过程。热表面温度越高,液滴蒸发速率越大,单位时间液滴吸收的热量更多,加热板内部热流密度更高。本文搭建了喷雾射流冷却实验台,研究了喷雾高度、喷雾压力及加热功率等因素对热表面喷雾强化换热性能的影响。热表面换热系数随着喷雾压力的增大而增大,当喷雾压力大于1bar时,喷雾功耗显著提高,但喷雾压力对表面换热系数的影响相对减小;综合考虑功耗和换热性能情况下,存在最佳喷雾压力。喷雾冷却的最佳高度与喷雾压力有关,不同的喷雾压力对应着不同最佳喷雾高度。本文研究成果对于喷雾冷却技术的推广应用具有理论指导意义。