当前,电子元器件朝着高度集成化的方向迅速发展,其热设计功率（TDP）也不断增加,如何解决元器件的散热问题成为了一项关键的技术挑战。与常规的空气冷却技术相比,喷雾冷却等相变冷却技术因为换热能力强、冷却温差小、没有接触热阻等优势,已成为国内外近年来的研究热点。而静电喷雾相比常规的压力式喷雾又具有能耗低、易小型化、雾滴粒径均匀等优点,具有非常广阔的应用前景。然而,当前阵列式静电雾化器工艺复杂,造价昂贵,不利于规模化的应用和推广;学者们对于静电喷雾冷却的研究还不充分,各个参数对换热性能的作用机制和影响规律还不明晰。因此,本文从静电喷雾的数值模拟出发,为静电雾化器的设计提供指导,随后制造了平板式静电雾化器并对其进行了换热性能测试。研究结果为静电喷雾技术在电子元器件散热领域的工程应用提供了指导和依据。本文的主要研究内容和结论如下:（1）基于拉格朗日方法,在三维坐标系下建立了用于计算静电喷雾液滴轨迹的数值模型。总结了静电喷雾冷却过程中最关心的液滴冲击速度、沉积面积随流量、电场强度、阵列间距等参数的变化规律。结果发现,静电喷雾的沉积面积和液滴的撞击速度均与流量呈正相关;而增大电场强度后,喷雾的沉积面积减小,液滴速度更大。在静电喷雾的阵列设计中,适当的间距有助于提高沉积的均匀性。（2）通过高斯定律将静电喷雾羽流等效为空间电荷场,随后对羽流外侧液滴进行受力分析,得出喷雾羽流在不同位置处的膨胀半径,即为静电喷雾的沉积半径。对比发现,模型与相关结果吻合良好,最大误差约为10%。相比传统的拉格朗日方法和实验方法,该模型可快速获得喷雾的沉积面积。（3）通过数值模拟的手段确定了部分结构参数,设计制造了平板式静电雾化器。该雾化器采用双电极结构,阵列密度为57源/cm~2,封装后的雾化器尺寸仅为7cm~3,在微型化的基础上保证了喷雾发射的稳定性。（4）对静电喷雾的换热特性进行了测试,研究发现:按照主要换热方式的区别,换热过程可以划分为单相区、过渡区、沸腾区和稳定区。随后分别研究了不同工况下热流密度和换热系数随壁面温度的变化趋势。实验结果表明,流量大小对换热性能的影响巨大。当总流量Q从25m L/h增至100m L/h,极限热流密度qmax由7.601W/cm~2增至21.42W/cm~2,提升约181.4%。实验中,通过可视化的手段获取了不同壁面温度下的喷雾羽流和表面液膜流动形态,发现流量较低时表面液膜较厚,换热处于沸腾区时液膜内有大量气泡产生;而流量较大时液膜反而较薄,换热处于沸腾区时液膜不断破碎移动直至蒸干。（5）研究了喷洒高度和电场强度的影响,结果表明,喷洒高度对换热性能的强化作用不大,但是喷洒高度过大或过小都会影响雾化器的安全性和稳定性;电场强度的提升对换热有促进作用,因为更大的电场强度对应着更快的液滴撞击速度,对于单相对流换热具有很好的强化作用,但电场强度过大时会导致液膜溅射出微小液滴造成安全隐患。研究结果为静电雾化器的设计和优化提供了新思路,对于静电喷雾散热技术的发展具有一定的指导意义。