在分析涡旋式膨胀机工作特性的基础上，从涡旋式膨胀机啮合点的角度对膨胀起始角进行了推导；将其工作形式分为进气、膨胀、排气3个过程，建立了各过程函数形式的工作腔容积计算模型。运用Fluent软件对涡旋式膨胀机的工作过程进行仿真分析，仿真结果对涡旋式膨胀机容积计算模型进行了验证。

通过搭建采用涡旋式膨胀机的小型有机朗肯循环(ORC)系统,并使用R134a、R245fa、R22和R32 4种不同循环工质,测试了ORC系统的整体性能以及涡旋式膨胀机特性。试验采用的热源温度为70～110℃,冷源温度为28.5±1℃。试验结果中,系统最高运行效率为6.75%,涡旋式膨胀机进出口的压差相对稳定,为261.2～608.8 kPa,绝热效率为79.30%～99.19%,而工质实际流量仅为理论流量的23.5%～50.6%。

为研究涡旋式膨胀机内部流体的流动特性，本文在分析涡旋式膨胀机工作原理的基础上，建立了内部工作腔的二维模型。模拟计算采用了动网格和标准k-ω湍流模型，利用Fluent 6．3模拟实现了涡旋膨胀机内部气体非定常流动的动态分析，得到了不同转角时刻的压力分布和速度分布图，模拟结果表明膨胀腔内压力和速度的分布存在不均匀性。为深入研究膨胀机的工作特性提供了参考依据。

通过搭建采用涡旋式膨胀机的小型有机朗肯循环（ORC）系统,并使用R134a、R245fa、R22和R32 4种不同循环工质,测试了ORC系统的整体性能以及涡旋式膨胀机特性。试验采用的热源温度为70～110℃,冷源温度为28.5±1℃。试验结果中,系统最高运行效率为6.75%,涡旋式膨胀机进出口的压差相对稳定,为261.2～608.8 kPa,绝热效率为79.30%～99.19%,而工质实际流量仅为理论流量的23.5%～50.6%。