快速冷却技术是TMCP技术的重要组成部分,目前,热轧板带钢快速冷却系统已经成功进行了工业化应用,在轧后钢板的组织性能控制领域起到了重要作用,一系列高品质节约型热轧板带材产品得到了研发和生产。在生产过程中,对于一些薄规格钢板而言,其对变形的约束能力较低,容易产生局部变形,最终将影响产品加工使用性能。本课题结合国家自然科学基金“倾斜射流条件下的热轧板带钢高强度均匀化冷却换热机理和模型研究（51404058）”以及东北大学青年教师科研创新基金“高温薄板带高校均匀化冷却纳米流体气雾喷射换热机理研究（N150704005）”为依托,针对板带钢气雾喷射冷却过程换热机理进行研究,主要工作内容和研究结果如下:（1）在实验室搭建优化实验平台,针对典型池沸腾换热机理与气雾冷却过程中涉及的膜态沸腾、核态沸腾以及二次核态沸腾换热机理进行对比,对高温壁面再润湿过程进行分析,为后续研究提供理论基础。（2）对气雾喷射冷却过程中高温钢板表面润湿状态与流体状态进行分析,结合气雾喷射冷却过程中的典型的温降曲线与热流密度曲线进行分析,并且对高温的温度场进行数值模拟,结果表明:钢板表面先后经历膜态沸腾、核态沸腾以及二次核态沸腾换热过程。气压与流量的增大有均利于液滴的雾化,增加单位面积内液滴的数量,扩大了冷却区域范围,进而加快润湿区域扩大速度。较大气压对应的温度场在钢板宽度方向有着更大的低温区,而较大的出口流速在钢板宽度方向有着更大的低温区域,虽然较大的流速在厚度方向的温度变化不明显,但是其温降梯度明显增加。（3）针对流量、气压、开冷温度等工艺参数对气雾喷射冷却换热过程中的规律进行研究,结果表明:热流密度随着流量与喷射气压的增加而增加,增大气压对于提高冲击点外侧区域的换热能力效率更为有利。实验过程中如果想要实现较大气压条件下的气雾冷却,应该使用较大的流量,使得气液配比平衡,雾化充分,这样才可以进一步提高钢板表面的换热能力。开冷温度增加,冲击点处的热流密度的增加,再润湿延迟越明显,较高的开冷温度不利于钢板表面的快速均匀,但是在较高的开冷温度下,平均热流密度维持在峰值的时间更长。（4）对纳米流体气雾喷射冷却过程中换热规律进行研究,分析不同类型、不同体积分数以及不同表面活性剂浓度的纳米流体对换热过程的影响。结果表明:纳米流体的接触角随体积分数的增加而增加,表面张力随着表面活性剂浓度的增加而减小。随着纳米流体体积分数的增加,钢板表面热流密度升高,再润湿延迟降低,钢板表面冷却均匀性提高。在一定范围内,随着纳米流体中表面活性剂浓度的增加,冷却区域内的热流密度增加,润湿区域面积增加,再润湿速度增加,冷却均匀性提高。最终通过对比不同类型的纳米流体可知,加入表面活性剂的纳米流体的整体换热效果优于不加表面活性剂的纳米流体,优于常规气雾冷却。