随着机载电子设备性能的不断提高,高热流密度环境下的冷却散热问题显得尤为突出。对于机载激光武器,在满足快速散热的基础上,还应考虑换热表面温度的均匀性。喷雾冷却作为一种新型高效换热技术,具有热阻低、传热温差小、表面温度均匀性好、单位质量工质换热量大等优点,是机载高热流密度环境下最具前景的冷却方式之一。本文针对机载激光武器和大功率电子设备的冷却问题,设计并构建了高热流密度环境下的喷雾冷却实验系统,通过实验和数值模拟的方法对喷雾冷却特性进行了研究分析,主要内容包括:(1)搭建了喷雾冷却实验台,分别研究了喷嘴高度、喷雾流量、换热表面结构以及工质添加剂对喷雾冷却特性的影响,分析了上述因素对换热性能的影响规律,对喷雾冷却技术应用于机载电子设备散热具有一定的指导意义。(2)基于单喷嘴实验工况,利用数值模拟的方法分别研究了喷嘴高度、喷雾流量、重力加速度对喷雾流动特性的影响,获得了不同工况下液滴粒径、液膜生成率、液膜高度及流动速度分布的变化规律,为进一步改善喷雾流动特性指明了优化方向。(3)利用数值模拟方法比较了单喷嘴与双喷嘴情况下的喷雾流动特性,计算结果表明,采用双喷嘴喷雾冷却时液滴粒径小,且液膜高度与流动速度分布均匀,同时分析了喷嘴间距对液膜流动特性的影响,为开展双喷嘴实验研究提供指导。