以研究太阳能半导体制冷空调为背景，设计了一种小型太阳能半导体制冷装置。制冷装置由制冷部分和温度测量控制部分两部分组成，主要针对制冷片的安装方法、控制匹配器和温度控制电路的设计方法、半导体制冷片制冷性能的影响因素开展研究。通过制冷装置实验，得到了制冷片在不同电流工况和散热条件下两端的温差及箱体内平均温度随工作时间的变化曲线。实验结果表明，制冷片工作电流的选择要与制冷系统的散热强度相适应，而且应适当增加制冷片冷端的散冷能力，才能达到良好的制冷效果。

混合制冷剂工质的相互作用系数是混合工质汽液相平衡性质计算中所需的一个重要参数。对两种立方型状态方程混合规则中相互作用系数的研究进展做了回顾,评述了以天然气组分混合物为对象的实验工作中相互作用系数kij的回归方法,关联数值和关联式,寻找提高汽液相平衡推算精度的途径,研究和探索更加精确的预测模型。

利用差示扫描量热仪(DSC)研究了蔗糖水溶液的冻结特性,分析了溶液浓度和热历史对冻干过程的影响.DSC实验结果表明,过冷度和最大冻结浓缩溶液的玻璃化转变温度Tg'均与热历史有关;降温时溶液中的水分能否充分结晶受浓度和降温速率的共同影响.降温过程中的结晶热可用来确定溶液降温后的冻结水含量以及最大冻结浓缩溶液中的水分含量.

对CO2制冷系统中应用膨胀机的研究现状进行了回顾,在此基础上对跨临界CO2制冷循环中采用透平膨胀机的可行性进行了分析。研究表明透平膨胀机完全适用于家用及商用的跨临界CO2制冷/热泵系统,并通过计算实例给出了采用不同方案和效率的透平膨胀机替代节流阀对CO2制冷系统性能的提升效果。

对热声系统的起振与消振行为进行了实验研究，发现在的热声振荡滞后回路。研究了不同加热方式（对称加热与单向加热）及充气压力时滞后回路的影响，得出一些令人感兴趣的结论。

实验测量了多组合CF3I或CF4的制冷剂混合物的爆炸极限，绘制了爆炸极限数据曲线和数据表格，确定了不同摩尔比例制冷剂混合物的爆炸三角区和临界爆炸比。参照文献中已得出的部分实验结论，通过分析比较得出全卤代烃CF3I和CF4比N2、CO2等“惰性气体”以及含氢卤代烃R134、R134a、R125等更能有效抑制可燃制冷荆的燃爆性。此外，全卤代烃CF3I和CF4不同于惰性气体和含氢卤代烃，能够提高可燃制冷剂混合物爆炸下限，这个特点对于改善可燃制冷剂安全性有实际意义。

基于热力学第一定律，分析了双级斯特林制冷机两级之间冷量分配的关系式，以及冷量与压缩机功耗之间的关系。通过商业计算软件，对制冷机内部能量流进行模拟计算，结合实例定量给出制冷机各部分的损失。

为了深入研究热声板叠中的能量流动和分布，采用红外热像仪对自行设计搭建的驻波热声发动机板叠进行了温度场观测，重点分析了起消振过程中板叠的轴向和径向温度分布变化。实验结果表明：在起振时，板叠轴向中部的无量纲温度会出现突然升高并随之保持平稳。通过分析不同板叠安装角度下的板叠温度分布，首次发现自然对流会使起振前板叠的径向温度分布不均，且温度分布的不均匀程度主要受充气压力的影响。系统起振后，自然对流造成的温度分布不均匀效应逐渐消失。

利用现有的脉冲管制冷机性能测试实验台,针对某型号自由活塞斯特林制冷机,设计了热端水冷器并进行了性能测试。实验研究了工作频率、充气压力、输入功率等参数对制冷机性能的影响规律,结果表明斯特林制冷机的最佳运行工况为充气压力2.0 MPa,频率42 Hz。改变冷头在竖直方向和水平面不同的朝向,实验结果表明冷头竖直向下时最低制冷温度低于冷头水平布置和冷头向上的情况,但差距最大1.2 K,证明板弹簧的轴向刚度与排出器质量的比值较大,排出器重力产生的静位移较小;冷头水平放置处于不同圆周方位的制冷性能变化很小,证明排出器的密封间隙保持较好。

对24°球形密封管接头进行了计算分析,从理论与试验上分析24°球形管路接头的密封性能。首先利用界面渗透原理和A. Roth假设对界面微漏孔泄漏原因和理论模型进行了研究;其次利用双线性等向强化本构模型对球头密封面的弹塑性变形过程进行有限元分析;最后利用密封面微漏孔泄漏模型对常温和液氮环境下的球头密封特性进行了分析。研究结果表明:(1)24°球接头第一道密封面平均宽度0.296 mm,第二道密封面宽度0.389 mm;(2)24°球头密封面最大比压在573 MPa左右,第一道密封面平均比压381 MPa,第二道密封面平均比压290 MPa;(3)24°球头密封接头液氮环境下的理论泄漏率为4.0×10-6Pa·s,与平均试验泄漏率5.1×10-6Pa·s相比,误差为22%。