随着电子器件和激光器件的集成度越来越高,它们产生的热量也成基数增长,如何在小空间、高发热量的环境中高效的散热成为重要的课题。传统的自然对流换热和强制对流换热已经不能满足散热要求,射流冷却作为一种紧凑、高效的换热手段成为研究的重点。应用性射流冷却一般可以分为射流冲击冷却和喷雾冷却两种,射流冲击冷却与喷雾冷却的主要区别在于射流冲击冷却主要依靠冷却工质增压后撞击冷却壁面形成的驻点区换热,喷雾冷却则在喷嘴出口处形成相对均匀的液滴群喷出。本文的研究的主要内容有射流冲击冷却的模拟与实验和喷雾冷却的模拟与实验对比分析:射流冲击冷却的模拟采用CFD中的欧拉两相流模型完成,对实验设计的射流冲击系统进行了建模并拟定边界条件。模拟综合考虑了射流冲击冷却中的气相和液相之间的混合和传热,对冷却表面分别采用定热流密度条件和定温度条件,模拟的结果包括射流冲击喷射出口速度及流型、射流冷却壁面的温度及热流密度分布、射流过程中气液两相体积比分布、壁面热流密度和换热系数随着壁面温差的升高的变化趋势并与实验结果进行了对照。喷雾冷却的模拟采用CFD中的离散相模型完成,对应用最广泛的实心圆锥喷嘴进行了模拟,模拟的喷嘴出口采用了Rosin-Rammler分布公式定义,模拟结果包括喷雾冷却液滴的速度分布、喷雾冷却液滴直径分布、喷雾冷却壁面热流密度分布、喷雾冷却壁面热流密度和换热系数随着壁面温差的升高的变化趋势并与实验结果进行了对照。射流冲击冷却的实验主要以测量开式和闭式射流冲击冷却系统的循环冷却性能为主,该射流冲击冷却系统主要应用于紧凑型、高热流密度场所为主,开式射流冲击冷却系统需要提供恒温冷却工质并不能进行循环冷却,闭式射流冲击冷却系统通过翅片管换热器完成冷却系统的循环冷却,实验通过热电偶测量冷却热源的热流密度及平均换热系数来得出设计的射流冲击冷却系统的冷却能力。实验结果显示该射流冲击冷却系统的开式系统可以得到100W/cm~2的热流密度,闭式冷却系统的冷却能力在60W/cm~2-65W/cm~2之间。