伴随社会的不断发展,废能、废料变多,而大部分废能、废料中仍含有可观的可再生能源,为响应以绿色发展引领能源行业变革的发展理念,课题组针对现有低温余热蒸汽（压力小于0.8MPa、温度低于230℃）回收困难的情况提出一种新式装置,即新型罗茨式发电装置。课题来源于校企合作项目,通过不断分析改良、试验优化罗茨式动力机各项参数以实现其各项工作性能的提高。首先本文对国内外相关研究现状以及近年来本课题组针对罗茨式动力机的研究进行了分析阐述。然后研究分析罗茨式动力机组基本构成和罗茨式动力机的详细组成及工作原理,进而分析确定罗茨式动力机主要工作性能指标及其理论计算方法,并确立罗茨式动力机的核心优化方向。其次基于罗茨式动力机的核心优化方向,以提高整机总效率、平稳可行性以及减少噪声污染为最终目的,重点提出一种新型型线的转子,即圆弧-直线-渐开线-直线-圆弧-对滚圆弧型线,根据啮合原理推导其型线的参数方程,确定其形状。研究建立目标函数并分析其数学模型,通过不断改良各项相关参数以实现总效率的最优值,记录总效率为最优值时各项参数数值。然后采用全局优化算法优化罗茨式动力机各项参数,理论上验证罗茨式动力机各项工作指标。并建立罗茨式动力机模型。再基于FLUENT-ANSYS仿真平台,导入罗茨式动力机模型,运用CFD技术对发电机内部流场进行非定常数值模拟,验证优化后三叶扭叶罗茨式动力机可行性,通过对比优化前后的压力场和速度场的仿真云图,验证优化后整机运行稳定性提高。并对比两者的容积效率,通过流场仿真的结果佐证本文的理论分析结果。最后建造发电装置试验平台进行试验,通过试验分别测量不同转速下罗茨式动力机的输出转矩、流量等工作参数,整理记录实验数据并以此绘制参数变化曲线图,验证了数值模拟的正确性,并通过参数数值和曲线走势对比优化前后的改良情况,显示出优化后罗茨式发电装置具备更优良的工作性能,验证了罗茨式发电装置改良方向及优化方式的正确性。研究设计的罗茨式发电装置可以为低温余热蒸汽回收提供一个良好的平台,并针对废弃能源可再生领域的研究进步具有一定的参考价值。