能源在人类文明社会进程中扮演着越来越重要的角色。但是,传统能源,如煤、石油和天然气的大量使用产生了严重的环境污染问题,同时也使得能源分布不平衡的问题愈加显著。相比传统能源,以太阳能、风能和工业余热为代表的新兴能源具备分布广泛且可持续的特点,正逐渐受到人们的关注。有机朗肯循环（ORC）技术是中低温热能利用中的重要技术。以ORC技术为核心的分布式多联供系统不仅可以实现能源的梯级利用,提升整个系统的能源利用效率,而且可以给用户侧提供多种能源形式,满足用户的多项需求。因此,功冷并供技术引起了更多的关注,此类系统中往往会使用喷射器。喷射器是热力学系统中一种结构简单、价格低廉和容易维护的增压、真空和混合部件。通过喷射器与有机朗肯循环的合理接合,可以提高有机朗肯循环-喷射式制冷系统的整体性能。因此,本文将对喷射式功冷并供系统和关键部件展开研究,以优化系统和部件的性能,从而提升系统应用潜力。全文围绕喷射器设计、功冷并供系统优化及系统和部件实验台设计,开展了以下的研究工作:1.对现有喷射器结构改进的最新进展从设计、模拟和制冷应用三个角度进行了梳理。对喷射器结构优化改进设计中应用的数学模型进行了归纳;从几何特征和流变特性两方面,对结构改进后的喷射器模拟研究进行了汇总,整理了喷嘴出口位置、喷针位置和混合室长度等结构参数对喷射器性能的影响;最后,对结构优化喷射器应用于制冷领域中的代表性实验研究也进行了总结。同时,依据系统热力学分析结果和喷射器结构改进方法,完成了传统和结构优化喷射器的设计工作。2.通过模拟的方法研究了非共沸工质喷射式功冷并供系统的热力学性能。研究了有机工质在中高温热源（623.15 K、673.15 K）与蒸发温度（400-450 K）下的循环热力学性能。分析了功冷并供系统使用混合工质时,蒸发温度、热源温度和工质组分等参数对系统性能的影响。3.在分析热源温度、汽轮机出口压力和工质组分等参数对部件和系统性能的影响基础上,定义了喷射器（火用）效率。从喷射器输入热值、喷射器节省功量、系统净功减少值和制冷量等角度,探讨了喷射器引入系统的影响。4.从重点研发计划的要求功冷输出量达到30 k W和热效率达到30%出发,开展系统的设计工作。基于设计结果,开展了四台换热器、节流阀、泵、喷射器、分离器和汽轮机的选型或设计工作,成功搭建实验系统。基于上述的研究工作,得出以下主要结论:1.喷射器设计方面（1）可调式喷射器可以适应更大的运行范围和更复杂的运行工况,逐渐成为喷射器研究的主要方向。然而,现有的设计方法仍沿用传统喷射器的方法,喷射器研究的框架有待拓展,核心的物理模型和数学工具需要随之更新。现有的实验研究中,主要集中于NXP对喷射器性能的影响,喷嘴喉部尺寸、扩散室和混合室角度、长度对性能影响的实验研究有待进行。（2）可调式喷射器的模拟研究包括尺寸参数和内部流动特性的研究。其中,k-ω-sst和Realizable k-ε模型与实验结果符合较好。采用喷针可以有效的消除激波,提高喷射器的性能。随着研究的深入,变型线和可调喷射器的集成将受到更多的关注。（3）工质的种类对系统性能有重要的影响。众多学者采用纯工质、混合工质分析了传统喷射器的性能。但是,变型线和可调喷射器的研究很少涉及混合工质。而且,现有研究主要进行了混合工质质量分数对负荷变化的影响,尚未对喷射器内部的混合工质流动特性进行探讨。2.中高温热源和蒸发温度下喷射式功冷并供系统性能（1）混合工质出现温度滑移和组分迁移的现象,引起系统热效率的提高具有一定的条件,如本文a)penzene组分>0.5时;b)penzene组分=0.5时,只有在蒸发温度>423.15 K,才出现效率提高。（2）热源温度的提高,可以提高（火用）效率。（火用）损失在蒸发器、冷凝器、汽轮机中占比最大,系统性能的提高与这三个设备的性能密切相关。（3）通过混合物组分的调节,可以改变功冷输出量,实现自动调节功冷量的目的。3.基于喷射器性能的功冷并供系统研究（1）热源温度为423.15 K、蒸发温度为363.15 K、汽轮机出口压力为1.53 MPa和R134a质量分数为30%时,有最大COP和引射率分别为0.18和0.23。（2）热源温度为423.15 K、蒸发温度为363.15 K和R134a质量分数为50%。由于喷射器的引入,净功减少量为21.18 k W,远远小于节省功28.85 k W和制冷量110.42 k W。（3）喷射器（火用）效率被定义以分析喷射器性能。随着汽轮机出口压力的增加,引射率,喷射器（火用）效率,制冷量和COP均升高。在功冷并供系统中,当热源温度为423.15 K、R134a质量分数20%、蒸发温度为368.15 K和汽轮机出口压力为1.277 MPa时,喷射器（火用）效率最高为21.89%。4.功冷并供系统及喷射器实验系统设计以国家重点研发计划要求为目标,进行实验系统的研究工作,并测试了系统和喷射器性能,系统有较好的功量和冷量输出。