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本文以自然工质CO2跨临界循环为研究对象，重点对CO2跨临界循环膨胀机实验系统中的主要装置进行理论分析和实验研究，为其向实用化迈进提供理论基础和实践经验。根据实验数据和实验运行情况，对CO2跨临界循环中的压缩机、气体冷却器以及蒸发器的效率和性能进行了分析和研究。对于CO2压缩机，提出了选用合适的润滑油、提高关键零件的加工精度和强度、使用双级压缩以及减小泄漏损失等提高效率的措施，并分析了使用变频技术的可行性和意义。针对气体冷却器和蒸发器的传热系数偏低和结构上存在的不足，本文提出了一