由于目前广泛应用的制冷剂具有较高的温室效应,自然工质R744以其良好的环境特性引起了广泛的关注。但在跨临界R744热泵系统中,存在较大的节流损失,使得其能效低于常规热泵系统,用引射器代替节流阀可以显著提高系统性能,但引射器内部存在着相变、激波、拥塞流动等复杂现象,同时引射器几何结构及尺寸会对引射器性能产生很大影响,因此对引射器内部制冷剂的流动机理进行研究,进而对其进行优化设计具有重要意义。通过实验研究了跨临界R744水源热泵系统在典型热泵制冷工况下实际运行性能,发现添加回热器可以使系统COP提升8%～10%,?损失减小6%～12%。通过系统热力学分析,发现添加引射器可以使系统COP提高11.8%,系统?损失减少34%。对两相流引射器建立了物理模型和数学模型,对引射器内超临界R744流动的湍流模型进行了对比研究,发现k-εstandard模型较为准确。使用模拟的方法,对引射器内R744流动的网格不相关性进行了研究。针对热泵实验台的参数对引射器进行了设计,并对引射器内R744流动进行了数值模拟,获得了引射器内部的压力、速度、体积分数、?通量、激波等参数的变化规律。对引射器的吸入室和混合室的结构进行了优化研究,发现圆柱形吸入室的性能优于圆锥形吸入室,单角度渐缩混合室性能优于双角度渐缩混合室。对引射器混合室的几何参数进行了优化研究,发现混合恒定段与主喷嘴出口面积比,混合恒定段长度与直径比对引射器的性能有较大影响,优化结果表明:最优面积比为8.3,最优长度直径比为8.1。图47幅;表1个;参98篇。