涡旋压缩机是一种新型、高效的容积式压缩机，在相同的输气量的情况下有较小的整体结构尺寸，故而具有体积小、重量轻、结构紧凑的优点；高转速时动、静涡盘之间相对滑动速度也保持着较低值，从而可减少摩擦功率，振动小、噪声低；此外，结构简单、无易损件，转矩均匀、运转平稳，在诸多压缩机种类中，其独特的优点备受关注。因此对其工作特性进行深入剖析以及结构推陈出新显得尤其必要。涡旋压缩机的热力特性是其工作的基础，是影响结构构造的重要因素。文中建立了涡旋压缩机的热力学模型，包括传热模型、泄漏模型等并分析了数学模型的合理性与正确性。比较了单涡旋齿与双涡旋齿在结构特点和工作方式上的异同，以单涡旋齿为基础，得出了双涡旋齿的热力学模型，分析了泄漏线长度，给出了泄漏质量计算公式。阐述了一种新型结构的涡旋压缩机——液体制冷剂注入式涡旋压缩机的工作原理、结构特点，建立了热力模型，描述了液体制冷剂注入情况下能量、质量守恒方程、热量流动方程，通过实验描述了注入率与排气温度、压缩功率、质量流动率的关系，从而证实了注入液体制冷剂能有效降低排气温度、提高制冷循环的效率。运用一种源于鸟群和鱼群群体运动行为的、新的群体智能计算技术，即粒子群算法，对涡旋压缩机涡旋齿的结构特征参数进行优化。文中阐述了粒子群算法的基本思想，描绘了粒子运动原理图，给出粒子群算法流程图。并结合实例对节距、涡旋齿厚、涡旋圈数、涡旋齿高四个变量进行了优化。优化过程显示了使用粒子群算法能够高效、迅速地求得最优解，是一种快速收敛地、实用地、全局性的随机搜索算法。此外，本文的研究将促进该算法的深入研究和推广使用。