能量转换系统是日常生活及工业生产中的重要设备，其种类繁多，一直是人们关注的对象。近年来，随着能源问题的一再突显，寻找合适新能源成为各国所关心的问题，随之而来如何更加合理利用新能源也同样受到普遍关注，各种利用方法中的能量转换设备同样成为众人焦点。建立新的能量转换系统模型，以有限时间热力学方法对其展开研究，考虑各种模型中的不可逆因素影响，揭示内在机制，分析工作特性，以最优控制理论优化各个参量，提高各个系统的整体性能，以期对实际研究开发应用新能源提供理论依据。这些工作都非常有意义，是值得研究探讨的课题。 本文主要研究流体流动系统和耦合能量转换系统的性能特性。在第一章中，简要介绍有限时间热力学研究的进展及一些新能源的应用。在第二章中，建立不可逆流体流动系统的一般模型，模型中同时考虑线性与非线性流阻和不同类型的摩擦力。分析活塞速度和摩擦力对系统的瞬时输出功率和效率的影响，计算最大瞬时输出功率，揭示瞬时输出功率与效率特性，给出一些重要参数的优化判据，对一些特殊情况作了详细的讨论。所得的结果可包括相关文献中的重要结论。第三章是在Bejan建立的不可逆涡轮机模型基础上，分析由摩擦力引起的耗散损失对系统性能所产生的影响。计算出系统的最大输出功率和效率，绘制出系统的特性曲线，确定一些重要参数的优化工作区间，在近似条件下导出主要参数的解析表式。第四章中研究另一类耦合能量转换系统的性能特性。考虑实际能量转换耦合系统中的热漏损失、非理想回热、传热的不可逆性和循环中的内不可逆性，建立一类能量转换耦合系统的较一般模型。分析系统中各主要不可逆性对系统的效率和输出功率的综合影响，计算系统的最大效率和最大输出功率及所对应的性能参数，揭示系统的优化特性。特别是对一些有意义的特殊情况做了详细的讨论，直接导出Bejan和Peterson所建立的能量转换耦合系统模型的重要结论，并将有关的结果推广应用于太阳能驱动热机系统。 本文所得的结果可作为进一步深入研究相关能量转换系统性能特性的理论基础，也可为相关能量转换系统的优化设计提供理论参考。