随着能源高效利用的要求逐渐提高,提高动力机械的循环效率和降低制冷设备的消耗功率都越来越具有重要意义。斯特林循环作为一种概括性卡诺循环,其实际应用的斯特林装置,包括斯特林发动机和斯特林制冷机的实际循环,其热效率远未达到理论循环效率,且现有的斯特林发动机的活塞结构在振动噪声等方面也存在较多的缺陷。因此,对于转子式斯特林机的研究可以拓宽斯特林机的结构形式优化其工程实用性。本文自主设计制造了转子式斯特林机及其实验测试系统,搭建了单转子式斯特林机和双转子式斯特林机两种结构并进行了实验。实验主要对装置的循环压力波动、循环温差和工质循环过程进行了测量分析。测量了在绝热条件下制冷循环模式下产生的温差。本文通过实验的方法研究了不同工况下单转子结构和双转子结构的斯特林机的循环性能,主要包括转速、无益容积和回热器填充材料对压力、温差等的影响。研究结果表明:（1）单转子与双转子斯特林制冷机结构可以获得较高的压缩比以及明显的制冷效果;（2）随着装置运行转速的提升,循环的压缩腔和膨胀腔压差逐渐增大,装置的循环温差也增大。随着转速提升,转子式斯特林装置内的工质实际循环过程相较于理想循环的偏移变小,加入回热器后压缩腔与膨胀腔内的工质循环出现差异;（3）随着装置内加入回热器后,压缩腔与膨胀腔的压力波动出现相位差,同时加入回热器会增大循环温差,提高装置性能;（4）单转子式斯特林机的腔体间轴向导热量较大,从而影响循环性能。双转子式斯特林机的压缩腔与膨胀腔的轴向导热远小于单转子结构的轴向导热。