在中低温热能的利用当中,应用新型热力循环是提升能量转化效率的有效途径,而相分离器和组分调节器在新型热力循环当中具有重要作用。复合T型管具有结构简单且无能源消耗的优点,且在能源系统中比单T型管有着更为广泛的应用前景。探究两相工质在复合T型管中的分离特性对热力循环性能的提升具有重要意义。针对复合T型管的相分离开展了实验研究,比较了单T型管和串联双分支型T型管的相分离性能。串联双分支型T型管的进出口均水平布置,内径为8mm,在实验中使用R134a作为工质。首先进行了单T型管的验证性实验,具体工况为:进口质量流量（质量流速）分别设置为10、15、20、25 g·s-1(199、298、398、497 kg·m-2·s-1),进口干度分别设置为0.3、0.5、0.7。结果表明,进气质量流量对相分离影响不大,但随着进气干度的提高,相分离效率急剧下降。实验数据与基于空气-水的理论模型的预测值进行了比较,发现并不适用于两相制冷剂的预测。其次,进行了不同支管的分离性能比较和单分支T型管与双T型管的分离性能比较研究。结果表明,双T型管的性能受第一分支进气干度和质量分流比的影响较大,水平布置时双T型管的分离性能并不总是高于单T型管。基于实验数据,提出了双T型管出口干度的预测公式,在高质量分流比的情况下具有良好的预测精度。在T型管的组分分离理论研究当中,以“T型管内是否能发生组分分离”为思路,进行了理论推导。以T型管内划分流线模型为依据,结合非平衡热力学方法,建立了T型管内化学势梯度和压力梯度之间的数学模型。对于T型管内单相流而言,在一定的假设条件下,可以推导出组分的分布与几何位置之间的关系。从而在理论上证明,仅仅依靠力的作用下,T型管几乎没有组分分离作用。对于T型管内两相流而言,推导了气相和液相流线压力梯度和受力的数学表达式,但两相流中由于相界面的存在,无法像单相流那样化学势可以明确地表示为组分的一个连续函数,在相界面处化学势会有一个阶跃性的变化。因此,需要进一步在两相条件下研究热力学模型。在T型管的实际应用当中,以喷射式功冷并供系统为依托,首先对该系统进行了理论分析,分别从热力学第一定律、第二定律和经济性的角度对该循环形式进行了分析。进而,对循环进行了参数分析,研究了关键参数对循环热效率、（火用）效率和资金成本率的影响,并以（火用）效率最大化和成本率最小化为目标函数,使用NSGA-II算法得出帕累托最优解。使用TOPSIS方法进行决策,得出在给定的边界条件范围内最优的（火用）效率和资金成本率。最后设计并建立了一套30 k W的喷射式功冷并供系统。