随着电子行业的高速发展,电子元器件的集成度越来越高,电子元器件的散热问题也就显得尤为重要。针对高热流密度条件下的散热,射流冲击与喷雾冷却能够最有效地提高局部换热系数,达到较好的冷却效果。因此,如何提高射流冲击以及喷雾冷却过程中的换热性能,是本文研究的重点。相对于传统的固定式喷嘴射流冲击与喷雾冷却,本文采用了移动式喷嘴进行实验以及数值模拟,明显地降低了加热表面的平均温度,缩短了换热时间,提高了换热能力。本文设计并搭建了移动式喷嘴射流冲击以及喷雾冷却实验系统,利用PLC(可编程逻辑控制器)实现了喷嘴以一定速度进行往复式运动的功能,并且能够实时地,精准地控制喷嘴的移动速度以及移动行程。本文在不同加热热流密度,不同流量下,研究了喷嘴的移动速度对于射流冲击以及喷雾冷却换热过程的影响,并且加工了多种微结构基底表面以及不同口径的喷嘴进行对照实验。实验结果表明:相对于固定式喷嘴,移动式喷嘴能够提高换热过程的均匀性,减小表面平均液膜厚度,使得基底表面成均一化温度分布;并且在一定程度上提高了换热能力,可达到40%以上;喷嘴移动速度越快,对换热能力以及温度分布均匀性的提升越明显,且对于微结构基底的提升效果要明显强于平板基底。同时,本文利用滑移网格技术,并编写相应的UDF,实现了移动式喷嘴射流冲击的数值模拟。模拟结果表明:移动式喷嘴能够较好的稳定射流冲击的中间换热过程,使得射流过程中的基底表面温度峰值明显变小,并且缩短了冷却时间,同时提高了换热能力。