对实际逆布雷顿循环空气制冷循环进行了热力学分析,对其循环性能进行了数值模拟研究。结果表明,影响实际循环性能的主要因素有膨胀比、转动部件等熵效率、工作温度等;实际循环中存在一最优膨胀比;制冷机用作空调冷源时,膨胀比在最优膨胀比附近;最优膨胀比的大小受压缩机效率、膨胀机效率、换热器端部温度等因素影响。

提出了后回热式布雷顿一两平行逆布雷顿联合循环模型。对该联合循环进行了能量分析，导出了联合循环热效率和比功的表达式，以热效率和比功为目标对该联合循环的性能进行了优化，分析了回热器有效度和其他参数对最优热效率和最优比功的影响。分析表明，以热效率为优化目标时，该联合循环的最优热效率随着回热度的增加而增加，其相应比功随着回热度的增加而减小；以比功为优化目标时，回热度对该联合循环的最优比功的影响很小，其相应热效率随着回热度的增加而增加。

本文提出了一种逆布雷顿循环制冷向心涡轮一维设计方法,该方法结合经验关系式先开展气动热力参数设计,再通过流量、动量及能量守恒方程推算涡轮子午面几何参数。基于该方法设计了某逆布雷顿循环空气制冷系统向心涡轮,并利用数值模拟方法考核了该涡轮的总体性能。结果表明,设计压比3.97下,涡轮流量比设计指标高约3.0%,效率高于设计指标2.4个百分点,涡轮性能满足系统指标需求。基于仿真模拟结果验证了该制冷涡轮设计方法的有效性与准确性。