自然工质CO₂具有非常好的应用前景,是制冷剂替代过程中备受青睐的选择。设计高效紧凑换热器,提高CO₂跨临界制冷循环的效率,是加快其向实用化迈进的关键问题。了解润滑油的存在对蒸发器换热性能的影响是设计高效换热器首先需要解决的问题。本文通过理论分析、EES模拟和实验研究相结合的手段,开展了对CO₂及CO₂/PAG润滑油混合物管内流动沸腾换热特性的研究。对亚临界CO₂流体的物性进行分析,并在蒸发温度范围（-20-20℃）与四种常规制冷剂（R22、R290、R410a和R134a）进行对比,指出CO₂管内蒸发沸腾有很多优势。论文对CO₂管内流动特性进行了分析,发现CO₂在管内流动动过程中易形成液滴夹带,且出现干涸较早。根据CO₂管内流动的特点,对管子上部出现干涸前后换热系数的变化情况进行模拟计算,发现蒸发温度的升高不仅可以延迟干涸出现,还会增强换热,而质量流速的增加可以使干涸提前但其对换热增强作用不明显,而热流密度的增加既能增强换热又会导致干涸的发生。论文对管长和质量流量进行了设计计算,并依据计算结果设计和搭建CO₂及与PAG润滑油混合物管内流动沸腾换热实验台。利用该实验台完成润滑油浓度和蒸发温度对换热系数影响的实验。实验研究结果表明:润滑油的存在对CO₂管内流动沸腾换热产生一定影响,随着油浓度的升高,CO₂管内流动沸腾换热系数呈现下降的趋势;较低的润滑油含量就对局部换热系数产生较大影响,然而当润滑油含量达到一定浓度,换热系数将基本维持不变。同时,论文提供了低质量流速和热流密度下换热系数随含油量变化情况的实验数据。