喷雾冷却是一种很有发展潜力的高效强热流冷却方式,因其具有冷却温度均匀,换热系数高的特点,倍受半导体激光器、集成微电子器件等研究领域的青睐。但由于喷雾冷却过程极为复杂,影响因素众多,从而使人们对其微观机理的认识还非常有限,对其中的现象还不能给出合理的解释与恰当描述,结果不尽人意,迫切需要进行深入研究。本文基于气泡动力学,得到了气泡上升过程中“特征时间”和“液膜厚度”这两个关键参数,建立了有沸腾现象的喷雾冷却换热量计算动力学模型,完善了二次核化的喷雾冷却模型,验证了二次核化在喷雾冷却中的重要性。提供了通过计算气泡特征时间得出二次核化沸腾气泡个数的具体方法,进而讨论了成核系数和成核范围系数对二次核化的影响,并分别研究了气化核心和气泡距离、液滴碰撞、气泡间相互作用对二次核化换热特性的影响,对喷雾冷却模型和机理研究有指导意义。最后,通过数值模拟计算沸腾气泡在液膜中上升的变形过程,为今后二次核化进一步深入的研究提供了基础。研究结果表明,二次核化是喷雾冷却具有强散热能力的主要原因。液滴数目是喷雾冷却效果的最主要影响因素,液滴携带大量的气泡核心,并发展为气泡参与了最终的换热。二次核化对应不同的喷雾冷却工况,存在成核系数和成核范围系数的最优值,文中分别为8和8。二次核化各因素影响程度依次为：液滴碰撞影响、气化核心和气泡距离影响、气泡间相互作用影响。气泡变形使喷雾冷却热流密度降低,对冷却效果起抑制作用。进一步计算表明,二次核化能够显著的改善气泡变形带来的影响。