分析了涡旋转子工作时的受力情况,指出了阻力作用点与驱动力作用点不重合时导致涡旋转子倾斜的两种倾向,推导出了涡旋壁面间相互摩擦而引起功率损耗的解析计算式。

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。

在往复天然气压缩机工作过程热力和动力计算的基础上,本文利用有限元法对压缩机的曲轴进行了应力分析与模态分析。以某天然气压缩机为对象进行了三维建模,在变工况的运行条件下研究了曲轴的应力和变形状态,数值分析了曲轴在交变载荷下的静强度和疲劳强度,指出其运行的危险边界工况,并对曲轴进行了模态分析,得到了自由振动模态振型与频率,在变转速的条件下,激振力频率有效避开固有频率。本文的研究结果可为同类压缩机曲轴的设计提供参考。

从电力供应的“削峰填谷”人手，阐述了储能的背景环境。重点分析了压缩空气储能（CAES），比较了各种储能形式的发电效率及技术参数。通过比较国内外CAES的发展及技术研究现状，我们清晰地认识国内的发展状态及与发达国家之间的差距。结合特定CAES形式，理论上分析热动力性能及效率，并论述了CAES在将来风电并网中良好的前景。

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。

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.