喷雾冷却因其换热强烈、冷却温度均匀,倍受大功率激光器、集成微电子器件等研究领域的青睐。喷雾冷却是一个影响因素众多的过程,由于其换热机理十分复杂,目前研究还很不成熟。本文建立了双喷嘴喷雾冷却实验与测量系统,以去离子水为工质,对喷雾冷却的几种影响因素进行了实验研究。主要工作有:(1)建立双喷嘴喷雾冷却实验台,分析工质流量、入口温度、喷嘴高度以及表面活性剂等因素的影响;(2)加工待冷却表面,改造实验台,对不同表面状态下的喷雾冷却效果进行实验。另外,本文利用商业软件对雾化液滴撞击待冷却表面上薄液膜过程中的流动和换热进行了数值模拟。通过进行大量的实验及数值模拟工作,本论文得到以下结论:a)喷雾冷却具有很强的换热能力,适用于要求低表面温度、高热流密度的微电子和光电子元器件冷却。b)工质入口温度不变时,随工质流量增大,系统换热能力提高,热表面温度降低;喷嘴高度对冷却效果有很大影响,实际过程中存在一个最佳喷射高度;在工质中适当添加表面活性剂(SDS)可以提高换热能力,降低热表面温度,表面活性剂浓度对于喷雾冷却的换热效果有很大影响;待冷却表面的表面状态会对喷雾冷却效果产生重要影响。c)根据实验数据,得出实验关联式。d)数值模拟结果显示,在喷雾冷却过程中,液滴的撞击作用会影响壁面液膜的流动与传热特性,从而对冷却能力产生重要影响。但是,液滴的撞击及与壁面薄液膜的相互作用的影响会随时间迅速减小。液滴的初始直径与速度对换热有重要影响,初始直径与速度越大,换热系数也越大。多液滴相继撞击壁面上的薄液膜,撞击作用对热边界层的扰动会产生叠加,使多液滴的换热规律与单液滴有很大不同,从而增强换热。