将CO2作为新型机械泵驱动两相流冷却系统的循环工质研究其在两相区的工作特性.在对该系统的各个重要组成器件和工作原理进行阐述后,通过实验对系统在变热负荷变流量条件下的动态响应特性进行研究,并由实验数据对储液器与主回路之间的热质交换进行分析.结果表明：由于系统参数和边界条件的改变引起储液器内气液相界面的震动,使得系统的绝对压力有所变化,从而引起储液器内处于两相状态工质温度的变化,而储液器的温度决定了蒸发器的温度,所以在流量改变和热负荷变化的时候蒸发器内工质会产生温度的脉动;由于CO2具有稳定的化学性质和良好的热力学特性,特别是在饱和态下比其他制冷剂更小的液/气密度比,使其作为机械泵驱动环路式热管系统的循环工质不仅减小了系统的设计体积和质量,而且能够实现长距离复杂回路小温度梯度均匀的散热...

对天然工质二氧化碳（Ｒ７４４）制冷循环的基本形式进行了分析计算。过冷或回热可以大幅度地改善亚临界循环跨临界循环的性能系数，其理论循环的ＣＯＰ增加速度远远超过其它工质。指出增加过冷度和回热度是二氧化碳制冷投入实践运行的重要手段。

本文通过对跨临界CO2水冷式制冷系统进行变工况模拟与热力学分析,得出系统主要性能参数的变化规律,以及最优压力值与气体冷却器出口温度之间的关联式.这些结论可为跨临界二氧化碳制冷系统的设计和控制提供依据.

对跨临界CO2蒸气压缩／喷射制冷循环的理论研究，特别是对喷射器工作特性进行数值模拟，有助于改善实验系统的制冷性能。使用动量守恒和能量守恒方程建立了喷射器模型，同时考虑了系统稳态下喷射器出口干度和喷射系数的耦合关系。比较了不同的CO2冷却放热压力、蒸发温度、喷射器喷嘴效率和扩压效率等对理论循环性能的影响。理论分析表明：优化的喷射系数能显著改善制冷循环性能，蒸发温度和CO2冷却放热压力对系统性能的影响比较大，系统性能系数和喷射器喷射系数对喷射器的喷嘴效率和扩压效率的变化不敏感。

向饱和液氮中加注常温二氧化碳气体时，为形成细小而分散的固体二氧化碳颗粒以及充分且均匀的固液混合物，通过实验分别采用不锈钢盘管、大管径塑料管以及金属毛细管往液氮中加注一定流量下的常温二氧化碳气体，研究固液混合过程、凝固颗粒大小以及管路的堵塞状况。结果表明，不管是否经过预冷，大直径管道加注时，经过一段时间后管道必定发生堵塞；而毛细管加注则不会堵塞，但是气体流量会发生脉冲性变化。

对超临界CO2在水平等边三角细微管内层流流动与换热进行了数值模拟。给出了冷却条件下，细微管（d=0．5mm）内有代表性的速度、温度剖面，Nusselt数随流体温度的变化，以及管壁面上Nusselt数的分布。研究表明，流体剧烈变化的热物性、浮升力以及三角管的几何特征对管内流动换热的影响非常明显。研究结果对超临界二氧化碳高效紧凑式换热器的设计与优化有重要的意义。

基于氨/二氧化碳复叠系统理论循环,研究了低温级蒸发温度、冷凝温度和冷凝蒸发换热温差对各过程损率、循环效率和COP的影响。低温级蒸发温度升高,蒸发过程损失减小明显,循环效率和COP增加;低温级冷凝温度升高,循环效率和COP均呈先上升后下降趋势,最优的冷凝温度为-10℃;冷凝蒸发换热温差,对循环效率和COP具有重要影响。

对目前二氧化碳的低温液化法进行了节能分析计算，指出液化压力过低是液化功耗较大的主要原因；提高液化温度，减少制冷机组功耗是提高液化效率，节约功耗的重要手段，而且二氧化碳本身也可以作为制冷剂使用。

以二氧化碳为研究对象，应用κ-ε方法对其在水平管内与管外水成垂直交叉冷却的换热进行了分析。用FLUENT软件模拟了超临界二氧化碳在8、10MPa，流量为3．4、6．8g／s，管径6mm，壁厚1．1mm，长400mm的管中流动的状况；计算了平均换热系数h、Nu和Re的变化；并将10MPa、3．4g／s时数值模拟得出的换热系数与实验进行了比较和分析。得出等热流密度下壁面温度的变化情况，数值模拟的换热曲线和实验测量的结果具有相同的趋势，在准临界点处都达到最大值。

建立了跨临界二氧化碳蒸气压缩／喷射制冷循环中喷射器的数学模型，讨论了系统稳定运行时的蒸发温度、气体冷却器内压力及其出口温度、过热度等因素对系统性能的影响．结果表明，当工作流流量同扩压段出口蒸气流量相等时系统能够稳定运行．同时，升高蒸发温度能提高系统性能，但蒸气压缩／喷射循环相对简单循环性能系数的提高程度变小；气体冷却器内压力存在最优值，但降低压力能够增大系统性能的改善程度；升高气体冷却器出口温度会降低系统性能，但蒸气压缩／喷射循环相对简单循环性能系数的提高程度将先增大，然后迅速减小．与上述因素相比，过热度的影响很小．