随着近年来机载大功率电子设备的高热流密度散热需求越来越迫切，热控系统要求兼顾高效率以及轻量化原则，喷雾冷却以其散热能力高、工质需求量小、热沉表面温度均匀性高及接触面没有接触热阻等优点在高热流密度元器件散热方面具有广阔的应用前景。本文分析研究了常压和低压环境下连续喷雾和脉冲喷雾的换热机理及特性，设计了一套可变背压的可视化连续以及脉冲喷雾实验系统，运用控制变量法进行实验探究了工质流量、喷雾水温、低压环境以及脉冲喷雾的周期和占空比对喷雾冷却换热性能的影响，得到的主要结论如下。
　　在传热机理方面，主要调研了喷雾冷却中的四种换热机理，即液滴冲击形成的强制对流换热；薄液膜表面发生的蒸发换热；换热表面上发生的核态沸腾；液膜内部液滴和气泡表面穿过发生的二次核态沸腾。由于气泡换热是沸腾传热中的主要影响机制，故研究了沸腾中气泡的热力和动力行为。实验发现换热系数随着喷雾流量的增加而增大，热沉表面温度随其增加而减小。较高的入口温度会提高表面换热系数，但是也会使得热沉温度随之上升，所以降低喷雾入口温度有利于保持热沉温度处在较低的范围。换热系数随着腔内压力逐渐减小而增大，表面温度随着腔内压力逐渐减小而降低。在低压和不同的热流密度下，总有一个最佳的喷射周期与之对应，随着热流密度的增加，最佳喷射周期随之减小，同时也都有最佳的占空比与之对应，最佳占空比随着热流密度的增加而增大。最后总结出喷雾冷却常压无沸腾区无量纲关系式和低压下脉冲喷雾冷却的无量纲关系式。