为提高发动机的热效率,设计了一款燃气预混型半循环活塞发动机。为发动机工作气缸配置了燃气预混缸,把吸气压缩和膨胀做功分离开来,使发动机拥有不同的压缩比和膨胀比,避免了排气过程中能量的损失。给出了燃气预混型半循环活塞发动机的设计简图,并根据发动机的工作过程计算了发动机的热效率,结果表明,燃气预混型半循环活塞发动机相比传统发动机热效率有了较大幅度的提高。

在以往大量数值模拟工作的基础上，总结出了一定喷射器结构时，喷射器的最大喷射系数、膨胀比及临界压缩比三者之间的关系，并给出了膨胀比与喷嘴出口马赫数之间的幂指数关系．研究表明，用膨胀比和压缩比两个量纲一参数代替具体的工作流体压力、引射流体压力和出口压力，来分析一定结构时工作参数对喷射器性能的影响，可以使模拟所得出的结论不局限于具体的参数值，具有更好的通用性，对指导喷射器设计、提高喷射器性能具有重大意义．

为扩大蒸汽喷射器的适应范围,通过优化喷射器混合室结构,得到两种分别满足喷射系数最大化和临界压缩比最大化的喷射器结构形式.在进行蒸汽喷射器性能分析和设计时,必须给出正确的临界压缩比,才能保证喷射器在一定工况范围内稳定运行.

通过对自然工质R290/CO2和NH3/CO2与常规工质R22/R13的复叠式制冷循环的热力学分析,得出R290/CO2复叠式制冷循环的COP比常规工质R22/R13的低,提出CO2低温循环采用膨胀机代替热力膨胀阀,从而提高了COP.在NH3/CO2复叠式循环的NH3高温循环和CO2低温循环中都采用膨胀机代替热力膨胀阀,可以大大地提高COP.自然工质R290/CO2和NH3/CO2替代常规工质R22/R13复叠式制冷循环有很好的前景.

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.

针对透平膨胀机喷嘴叶片动静部件间隙流动损失问题,首先对喷嘴叶片膨胀比进行计算,并与实验数据进行对比,验证计算方法的准确性和可靠性,然后对加装孔型阻尼密封前后的喷嘴气动性能进行对比计算,结果表明,对于本文计算模型,加装孔型阻尼密封使得喷嘴叶片膨胀比提高1%,焓损失降低5%,且动静部件间隙减小50%后,喷嘴叶片膨胀比进一步提高1%,焓损失进一步下降5%。

活塞式膨胀机在压缩空气储能领域具有广泛的应用,但是效率低,很大程度上限制了其发展。为改善活塞式膨胀机的工作性能,通过MATLAB建立活塞式膨胀机的仿真模型,通过实验方法验证仿真模型的准确性,以输出功率和效率作为性能指标对活塞式膨胀机进行研究,分析了进气压力、间隙容积、进气持续角对膨胀机输出特性的影响。结果表明:在恒定工况下,随着进气压力的增大,膨胀机的输出功率增大,但效率降低;在稳定的进气压力下,膨胀机存在最优间隙容积与进