介绍了一种新型湿空气除湿装置的基本结构和除湿机理,并且通过实验研究得出了影响其除湿性能的主要因素,找到了该除湿装置设计与进一步改进的关键,为该新型除湿装置除湿性能的进一步改善提供了理论依据.

针对CO2跨临界循环的特征,阐述了几种提高循环效率的方法,其中包括采用涡流管或者膨胀机代替膨胀阀,采用两级压缩、中间冷却技术等等.论述了涡流管代替膨胀阀提高系统效率的方法、原理,并介绍了一种适合小型制冷系统的新型气缸活塞式膨胀机.另外,还叙述了CO2跨临界循环系统采用两级压缩、中间冷却时,最佳中间压力的确定原理以及方法.

采用自行设计的涡流管,并以空气作为工作介质,通过实验研究了在保持膨胀比不变的情况下,不同进口压力对涡流管性能的影响.实验结果表明:对于常温涡流管,在较小的膨胀比下,进口压力的改变对涡流管的制冷性能没有显著的影响;随着膨胀比的增加,进口压力的改变对涡流管制冷性能的影响也变得越来越显著.膨胀比为3时,进口压力的增加基本不影响涡流管的制冷性能,而膨胀比为6时,随着进口压力的增加,涡流管的制冷性能显著提高.

采用自行设计的涡流管，并以空气作为工作介质，通过实验研究了在其它条件相同的情况下，不同进口压力对涡流管性能的影响。实验结果表明：对于常温涡流管，在背压保持不变的情况下，随着进口压力的增加。涡流管的制冷温度效应、单位制冷量和制冷系数都显著提高，但是当进口压力增加到一定的值以后，继续提高进口压力，涡流管的制冷温度效应、单位制冷量和制冷系数反而急剧下降。

涡流管内气体能量分离过程的突出表现是温度沿轴向、径向的分布，因而获得管内温度场分布是揭示涡流管内气体能量分离物理机制的首要问题和关键问题。根据管内三维强旋转流场特点，设计涡流管测温方案，利用自制微型热电偶对其内部温度场进行试验测量，获得了不同冷气流率条件下的温度场分布特性。研究表明：所制作的微型热电偶能够满足试验要求，试验结果能够很好地反映涡流管内温度场的分布规律，从而为进一步深入研究涡流管的能量分离机理创造条件。

针对一种小流量涡流管加湿制冷系统进行了实验研究，得出了涡流管制冷系统不同入口压力下无加湿系统和有加湿系统的绝热效率曲线，指出也需要解决的关键技术问题。实验表明，有加湿系统可以大大提高涡流管的绝热效率。

对膨胀机、涡流管、膨胀阀3种节流形式的的制冷系统进行了热力学分析,结果表明,膨胀机或者涡流管的膨胀形式可提高系统的COP,降低系统不可逆损失,是以后提高跨临界二氧化碳系统COP的重要研究方向.

对涡流管制冷本质并进行相关的试验研究，进行理论分析，以及对四流道喷嘴涡流管的速度和温度分布进行数值模拟，结果表明：涡流管内实际流场由轴向，径向和漩涡运动组成，其流动形态在轴向上为阿基米德螺线，在横截面上为强制涡一自由涡的模型；管内流体能量的分离主要发生在涡流室区域附近，且气体从喷嘴出来后有少量直接进入冷端孔与冷气流混合，从而影响涡流管制冷效率。

以常温定压下的压缩空气为介质，对不同流道数目和轨迹的涡流管喷嘴内的温度分布及能量分离特性进行了实验研究，得到涡流管内的温度分布及制冷能力曲线；实验结果表明：在常温和入口气流压力为0．7MPa下，4流道喷嘴制冷效应最佳，6流道喷嘴的制冷效应最差，3流道、5流道喷嘴的制冷效应介于两者之间；3种型线中阿基米德螺线喷嘴的制冷效应最好。实验发现涡流管内0．7R处存在着一个冷热两股气流的分割面，界面以内是冷气流，界面以外是热气流。

通过大量试验并结合参考文献资料进行了分析，认为涡流管温度分离模型为：压缩气体经喷嘴进入涡流室后分为三种流动情况，外旋流压缩，中间分界面，内旋流膨胀过程。内旋流膨胀是涡流管制冷的原因，而热管的热传递是涡流管主要的能量。