本发明公开了一种摆动喷雾冷却实验装置，包含实验壳体、喷雾模块、加热模块、回收模块、摆动模块、记录模块、测量模块和控制模块。喷雾模块为冷却液提供液压传动与控制，进行冷却喷雾；摆动模块模拟不同飞行姿态下工况，加热模块模拟热源。本发明能够考察工质雾化特性、冷却介质热物性、实验壳体摆动参数对喷雾冷却热传输性能的影响；利用可视化技术对喷雾冷却技术在静态和动态运行工况的分析，探究喷雾冷却系统在摆动激励参数、喷雾高度、工质流量、加热功率等多种因素耦合作用下的换热特征。本发明结构简单、加工成本低、易操作、可视化，能够进行多种工质、工况下不同飞行姿态机载喷雾冷却的模拟实验与研究。