不利高过载下的喷雾冷却液膜形态观察系统和方法，以通过观测不利高过载环境下喷雾冷却试验冷却表面液膜厚度以及液滴撞击壁面后液膜的形成过程和流动形态，揭示不利高过载环境下喷雾冷却模型和传热准则。该方法通过改进改善喷雾冷却系统的压力源、废液回收部分，而具有抗过载能力，保证了在过载环境下进行稳定的工质流动，完成喷雾冷却和废液回收。另外，通过把抗过载喷雾冷却观测系统和离心试验机结合起来，并通过控制观测系统和试验机的安装角度，模拟不同的不利高过载环境，在不同的高过载环境下实现喷雾冷却液膜的观测，在得到数据和现象的基础上能够得到进一步分析不利高过载下冷却原理及不利高过载环境对冷却的影响。