电子设备的集成化,使得单位面积产生的热流量迅速增加。喷雾冷却是最有潜力的有效冷却方式,为深入探究喷雾冷却在电子器件冷却方面的效果,本文通过实验和数值模拟的方法对无相变喷雾冷却的影响因素进行详细的分析和研究。本文主要通过实验和数值模拟方法探究非饱和温度下喷雾冷却的影响因素。具体包括以下内容:(1)建立喷雾冷却实验台,以纯铜加热块为研究对象,采用实心锥喷嘴,选择水作为喷雾冷却介质。探究环境压力为1bar情况下的热壁面温度变化情况,确定无相变喷雾冷却条件下,热流密度与壁面温度间的对应关系。同时也为后期的数值模拟提供实验验证。(2)进行喷雾冷却数值模拟研究。应用拉格朗日-欧拉方法建立喷雾冷却数学模型,主要包括:湍流模型、离散相模型、液膜模型等相关物理模型。在数值模拟中,采用连续相稳态、离散相瞬态的处理方法。通过将数值模拟结果与实验结果进行对比,本文建立的数学模型得到有效验证。(3)在前面的模型验证之后,探讨单相区喷雾冷却表面对流换热系数和壁面温度特性,从液膜厚度、液膜流速等方面分析喷雾冷却传热微观机理。采用单变量分析方法分析不同影响因素(粒子直径、质量流量、喷射高度、喷射速度)对喷雾冷却效果的影响,并探究对喷雾冷却的影响比重。