提出了一种五级自动复叠制冷循环,根据不同的系统采用不同的制冷工质和不同的混合配比,可以获得不同的蒸发温度,分析了非共沸混合工质的组分选取原则并选取了组分,探讨了适用于自动复叠制冷系统混合工质计算的方法,根据要求选择了R22、R23、R14、R740和R728五种制冷工质作为系统循环工质,对混合工质的配比进行了模拟计算,得出了理论模拟最优配比并通过试验研究加以比较确定。

提出了一种四级自动复叠制冷循环,搭建相应的试验装置,选取合理的混合工质及配比并成功制取了-140℃的低温。测量系统各级节流后的温度特性,并进行分析,指出混合工质配比对蒸发温度的影响。

为了确定应用于三级自动复叠系统的混合工质，说明了混合工质组分确定的方法，并据此为一台设备选取了R134a／R23／R14／R50作为制冷剂。通过提出了一些理想状态假设之后，简化制冷剂在制冷系统中的循环过程。忽视非必须制冷剂R50对系统的影响，认为系统中只有R134a／R23／R14进行制冷循环。利用串联热平衡法计算了各组分的循环流量，以R14的循环量作为对比单位，与实验得出的最佳配比进行比较。通过分析误差原因，指出了在实际设备制造过程中根据计算结果确定混合工质配比的可行性。

混合工质组分配比对混合工质循环气体液化系统的性能有较大影响,也是液化工艺和循环性能优化的重点。在实际系统的调试运行中,有必要对混合制冷剂组分进行定量分析。本文针对一种小型预冷式混合工质循环气体液化系统实验,建立了该系统工质组分的气相色谱分析方法,可快速、简便、准确地测定工质组分含量,为混合工质循环的实验优化提供了技术支持。

在70～90℃的冷凝温度范围内,对19种环境友好、压力温度水平适宜的流体进行了中高温热泵理论循环计算对比分析,结果表明R124,R600a,R142b和R236ea等工质的性能较优。并从中筛选出6种混合工质M1-M6,通过计算比较其性能,再选出最优工质。

基于Daney提出的回热器性能计算机联式，对以氦和氮为主的混合物（包括He-Ne,He,Ar,He-H2,N2-Ne,N2-H2,N2-Ar,N2-He)的传热与流动性能进行了计算，得出了一些与Daney不同的结论，对研究回热式制冷机在80K温区的制冷效能具有一定的指导作用。

目前R22的主要替代工质有R134a、R410a、R407c等。利用机械加工表面多孔管可以显著提高R22替代工质满液式蒸发器的沸腾传热系数。本文通过试验研究了R134a、R410a、R407C等工质在机械加工表面多孔管蒸发器中沸腾的传热性能。试验结果表明：相同的热流密度下,R410a的总传热系数是R22的1.28～1.37倍;R407c是R22的0.80～0.81倍。R134a是R22的1.08～1.10倍。机械加工表面多孔管管束效应因制冷剂不同而不同。对R22,下排管沸腾换热系数高于上排管。而对R134a、R410a与R407c,上排管沸腾换热系数最大,中排管和下排管有所不同。

运用CFD技术对某两级再生气离心压缩机的外特性和内部流动情况进行了数值研究,重点分析了静止部件内气动参数的分布情况,其混合工质的物性按实际气体计算。数值模拟采用时间推进法,应用Spalart-Allmaras湍流模型进行封闭求解。结果表明：整机结构设计合理,在较大的工况范围内外特性参数变化平稳且效率较高,在设计点上的参数符合设计要求;级间静止部件中沿主流方向不同截面上的气动参数分布有很大的区别,由此产生次级叶轮进口处的参数畸变易造成整机气动性能的下降,气动设计时应考虑。

综述了爱因斯坦单压吸收式制冷循环装置的发展历程和研究现状,针对其中的不足提出一种改进型单压吸收式制冷装置,通过对该系统建立热力学模型,应用P-T方程和P-R混合规则模拟出系统中正丁烷-氨、氨-水工质组的相平衡参数曲线,和各状态点的状态点的初始参数,探究了蒸发温度、冷凝温度、发生温度等因素对系统性能的影响。模拟结果表明:系统COP及制冷量随蒸发温度的升高而增加,随着冷凝温度升高而降低,系统COP呈下降趋势,冷凝温度上限为48℃;当发生温度在100~120℃范围变化时,系统COP随发生温度升高而增加。相对而言,系统COP对发生温度的变化最敏感,发生温度次之,再次是冷凝温度。模拟结果为后续试验台搭建提供了理论参考。

对新型蒸气压缩／喷射制冷循环进行了热力学分析，并对几种常见的混合工质和纯工质Ｒ１２的理论计算结果和实验结果进行了比较。