采用CFD技术对涡旋泵内部流场进行三维非定常模拟,得到了不同转角下工作腔内压力、速度、气相体积分数以及进出口流量等参数,并进一步分析了泵内的压力脉动。研究结果表明:由于泵进口位置的不对称以及高速旋转下动盘对油的扰动作用,导致2个工作腔内流动的不对称;在高压差的作用下,动静盘啮合间隙处存在高速射流现象,并在间隙下游产生大面积的空化;在吸液末期和排液初期工作腔内会产生较高的压力脉动,严重影响泵的稳定性;通过降低转速、增大轴向间隙、缩短型线长度等方法可有效改善压力脉动现象。

提出了一种采用半封闭式膨胀机、发电机一体化设计的涡旋膨胀机组，其具有小型、可靠、高效的特点。分析了涡旋膨胀机组的工作过程，以变质量热力学及传热学理论为基础，建立了描述涡旋膨胀机工作过程的热力学模型，并自行编制程序进行了数值模拟计算。设计搭建了涡旋膨胀机组性能测试实验台。以氮气为工质，对涡旋膨胀机组的工作性能参数进行了测量，并将测得的结果和模拟分析结果进行了对比分析。实验结果验证了理论模型的合理性。

风能、太阳能等可再生能源的非稳定输出特性对电网系统的安全运行影响很大。储能系统不仅可以调节电网负荷提高供电品质，而且可以作为应急电源。本文对不同储能方式进行了分析，研究了储存压力和流量等运行参数对微小型压缩空气储能系统输出功率与运行效率的影响，提出了风电单元配置微小型压缩空气储能系统的调控方案和需解决的关键技术，对储能系统发展和提高电网安全运行有参考意义。

两相螺杆膨胀机在能量回收领域具有较好的应用前景。本文构建了螺杆膨胀机的转子型线，建立了其两相膨胀过程的数学模型，分析了工质压力、质量、干度等参数随主轴转角的变化规律。结果表明：孔口流动损失造成吸气开始及结束阶段均存在压力降低现象，泄漏导致膨胀阶段工质压力从低于理想值增加至高于理想值。吸气结束时吸气腔内工质质量低于理想值，实际输气量由吸气孔口流动损失和泄漏量决定。膨胀过程工质干度随主轴转角的增大而降低，排气开始时工质干度大于理想值。工质入口干度的增加导致输出功率逐渐降低，但单位质量工质的输出功率逐渐增加。

基于主动控制进气阀的气量调节系统具有调节范围大、节能效果好等优点，适用于工艺流程中大型压缩机。本文依据热、动力学理论建立了耦合阀片运动的往复压缩机热力学模型，模拟了气缸内气体瞬态压力变化规律及进气阀片运动特性。研究结果表明：调节工况下自动阀和强制阀方式同时存在，执行机构延迟关闭进气阀，使压力升高过程延迟，实现压缩机流量及功率的降低。执行机构在气阀完全打开后作用，不影响气阀打开过程，仅利用撤销时间控制压缩机气量。调节工况下阀片打开速度不变，但关闭速度增大，且阀片与阀座间的最大撞击速度随执行机构撤销角度的增大而增大。由于气阀打开及关闭存在时间延迟，执行机构撤销时间在主轴转角为160°～295°范围内变化时，已实现气量0～100％范围调节。

往复压缩机结构复杂，故障种类繁多，而其中气阀故障的比例占到36%。本文研究了往复压缩机气阀故障，对环状排气阀三环阀片进行了故障模拟试验，通过对热力信号、示功图以及振动信号等进行分析，找出了其故障特征信号与正常工况下的差异性，以此探索敏感特征参数变化规律与气阀发生故障时的关联性。

建立了CO2制冷系统中绝热毛细管一维稳态分布参数模型,以研究跨临界CO2系统中毛细管的性能和流动特性.分别采用3种不同摩擦系数关联式（Churchill、COlebrook、Bittle＆Pate关联式）进行模拟和比较,研究了CO2在毛细管内的温度、压力、焓、熵及干度等的沿程分布规律.分析了管径、入口压力、入口温度和背压等4个参数对毛细管质量流量的影响,并考虑了壅塞现象.结果表明：采用Churchill和COlebrook关联式的效果较好,92%的计算值误差在10%以内,而Bittle＆Pate关联式不适用于CO2绝热毛细管计算,因为它未考虑毛细管内壁的粗糙度;背压对质量流量影响很小,即使发生壅塞,壅塞质量流量和未壅塞时的质量流量差别也不大.

毛细管应用于CO2跨临界循环时,其内部流动不同于普通CFCs和HCFCs,针对毛细管作为跨临界CO2制冷（热泵）系统节流机构的研究进行了回顾。主要从CO2毛细管模型、实验研究、临界流以及毛细管对系统的影响4个方面详细介绍了国内外的研究进展。阐述了目前研究存在的几个问题,并探讨了这一领域内研究的发展方向。