为了探索CO2跨临界双级循环系统性能提高的方法，基于热力学循环分析方法，对CO2跨临界双级压缩循环建立了数学模型，并进行了理论分析．结果表明：在分析的几种循环中，2个气体冷却器双级循环最优高压最高，带中间冷却器和膨胀机双级循环最优高压最低；低压缩机效率对整个循环性能的影响要比高压缩机效率更为显著；带中间冷却器的循环存在最佳质量分配比；随蒸发温度增加，带中间冷却器的循环要比2个气体冷却器的循环最优中间压力变化要小；气体冷却器出口温度对循环性能的影响，要比蒸发温度的影响大；相同条件下，2个气体冷却器带膨胀机双级循环和带中间冷却器和膨胀机双级循环性能最优，2个气体冷却器双级循环性能最差，膨胀机循环性能要普遍优于节流阀循环性能．

将天然工质N₂O用于跨临界循环,建立了相应的理论模型,比较了CO₂和N₂O用于跨临界两级压缩膨胀制冷循环的性能。结果表明N₂O用于跨临界两级蒸气压缩膨胀制冷循环中的综合性能要优于CO₂。在所选定的工况范围内,N₂O系统的C_cop值(性能系数)比CO₂最多提高9.6%,当气冷器出口温度越低、蒸发温度越高时,N₂O系统的Ccop值增加越明显;N₂O系统的最优高压压力远低于CO₂,在气体冷却器出口温度为40°C时,最优高压侧排气压力最多降低了16.2%;N₂O系统在排气温度、单位质量制冷量方面也较CO₂具有优势。最后提出通过降低气体冷却器出口温度来提高跨临界带膨胀机制冷循环性能和降低最优高压侧排气压力的观点。

对带膨胀机的R134a与R1234yf制冷系统进行理论分析，并与不带膨胀机的系统进行比较。研究表明：HFCl34a的排气温度明显高于HF01234yf，HFCl34a的排气温度随着蒸发温度的升高而降低，HF01234yf的排气温度随着蒸发温度的升高而升高；HFCl34a与HF01234yf的单位制冷量都是随着蒸发温度的升高而增大，但HFCl34a的单位制冷量明显高于HF01234yf，其平均高于HF01234yf约34．9kW／kg；HF01234yf压缩机输入功率明显高于HFCl34a，HFCl34a的系统COP高于HF01234yf的系统COP，且二者都是随着蒸发温度的升高而升高。在制冷系统中加入膨胀机后，对HFCl34a产生了显著的影响，在蒸发温度-10％时变化最为明显，其单位制冷量增大32％，压缩机输入功率降低12．1％，系统COP降低19．8％，膨胀机的加入并没有影响HF01234yf系统，其各项参数均未发生明显变化。在HF01234yf制冷系统中应用膨胀机的效果逊于H...

针对滑片膨胀机工作过程中高压进口流体在经过吸气孔口时对滑片冲击而造成滑片被压入槽底且无法与气缸内壁正常接触的问题,提出了一种滑片槽底引压结构.该结构将高压流体引入滑片槽底容积腔内,通过引入槽底的高压气体力来削弱进气冲击影响,保证滑片与气缸内壁良好接触.通过理论计算,得出了槽底引压结构的最优结构参数;通过比较无引压和有引压结构的膨胀机在相同工况下的实验结果,得出了引压结构对膨胀机工作过程中动力过程和热力过程的影响机理.研究结果表明：利用槽底引压结构,膨胀机能够在跨临界CO2制冷系统中稳定运行;滑片与气缸内壁贴合情况大幅改善,膨胀机性能大幅提高,输出功率最高达到了682 W,绝热效率最高值从无引压时的23.7%增长到有引压时的49.8%.

摘要：针对跨临界CO2带膨胀机和带喷射器逆循环的差异，从循环工作原理、CO2超临界流体降压过程及循环性能三方面进行对比分析。利用蒸发波理论分析了CO2超临界流体降压过程，结果表明这两个降压过程均是由亚稳态经历蒸发波后发生气液两相流的，其过程均受蒸发波影响。当其他条件相同，气体冷却器出口温度为35℃时，带膨胀机仇为0．7循环的EER最大值比带喷射器肛为0．7循环的EER最大值高24％，而在蒸发温度为5℃时，前者的EER最大值比后者的EER最大值高33％。在比较工况下，跨临界CO2带膨胀机循环在膨胀机绝热效率为30％-70％时的效率普遍高于带喷射器循环在喷射系数为0．3～0．7时的效率。

当今国际上先进的仪表都具有三高性能，即高可靠性、高稳定性、高智能化。空分设备由于系统复杂，一般都配备多种仪表作为工况显示和监视。目前国产空分设备所配透平膨胀机上广泛使用的传统记录仪式转速表，属通用型仪表。它的特点是配套粗略，功能单一，与机械设备的操作规程和工艺要求无直接联系。由于产品几十年一贯制，仍采用分立元件和传统电路结构，并有较多的机械传动部件，因此存在:故障率高、可靠性差、精度低、维护量大、飞记录无时标等间题，不能很好地发挥仪表作为操作工眼睛的作用。

研究了一种具有简单结构的培尔顿式膨胀-辅压一体的能量回收装置，可用于小型制冷系统中取代节流阀，回收膨胀过程的压力损失，并将其直接转化为机械功作用于系统中，达到能量回收利用的目的。通过理论分析和模拟计算，比较了辅助压缩机在系统中的布置方式对回收功、制热量、COP等参数的影响，并对常用氟利昂工质R410A、R134a、R22的运行参数进行了比较。设计并制作了能量回收装置的样机，搭建了可供系统试验比较的测试台，讨论了部分试验结果及改进方向。

从电力供应的“削峰填谷”人手，阐述了储能的背景环境。重点分析了压缩空气储能（CAES），比较了各种储能形式的发电效率及技术参数。通过比较国内外CAES的发展及技术研究现状，我们清晰地认识国内的发展状态及与发达国家之间的差距。结合特定CAES形式，理论上分析热动力性能及效率，并论述了CAES在将来风电并网中良好的前景。

为有效利用渔船烟气和冷却水的余热，本文采用有机朗肯-朗肯系统进行制冰，建立了系统的热力学模型，研究了系统的性能参数和影响因素，评价了单位质量热水以及单位功率热源的制冰能力。结果表明：余热温度和冷凝温度对系统性能有重要影响，而冷凝器的过冷温度对系统性能的影响很小。在热源温度为100℃，冷凝温度为40℃时，每吨热水的制冰量为86．4kg／t，单位功率余热每小时的制冰量为2．27kg／（kW·h），论证了有机朗肯-朗肯循环系统用于渔船余热制冰的可行性。

提出了热电过冷器-膨胀机耦合CO2跨临界制冷循环(TES+EXP),可实现热电过冷器、膨胀机和压缩机之间的电能平衡分配。对新构型各部件及循环整体的不可逆损失及.效率进行了详细分析,并与三种构型CO2跨临界循环进行了对比。结果表明TES+EXP循环的.效率明显高于热电过冷(TES)循环,在过冷度为10℃时,.效率提高7.4%。排气压力和过冷度是影响TES+EXP循环单位制冷量不可逆损失iTot的关键因素,循环在最优排气压力和过冷度时存在最小iTot,在标准工况下,TES+EXP循环相对传统CO2跨临界制冷循环,最小iTot降低了39.9%;气冷器出口温度为46℃时,最优高压减小了2.0MPa。推荐新型循环应用于气候炎热地区。