自然界和工业生产中存在大量未被有效利用的中低温热能,如地热、太阳能集热、工业余热等。采用有机朗肯循环（Organic Rankine Cycle,ORC）对此类热能进行利用可以缓解能源短缺及环境污染问题,提高能量利用率。循环工质根据组分的不同分为纯工质及混合工质,针对变温热源采用非共沸混合工质可以优化蒸发器换热温度匹配,而针对潜热为主的热源,采用纯工质可以获得更好的蒸发器换热温度匹配。本文针对变温热源驱动的ORC系统混合工质筛选难题,以系统（?）效率为热力学优化指标,建立了 ORC系统热力学模型及热经济性模型,研究了闭口热源与ORC系统的热耦合特性。结果表明热源温降对混合工质筛选有重要影响,根据热源温降区上下界公式可将热源温降划分为小热源温降区、过渡区、大热源温降区。大热源温降与小临界温度工质匹配较好,小热源温降与大临界温度工质匹配较好;最终形成了对应闭口热源不同温降区域的ORC系统非共沸混合工质筛选准则,这一准则在热源侧根据热源进口温度与夹点温差差值确定优选工质临界温度,冷源侧根据温度匹配确定了工质最佳冷凝温度滑移。为验证不同热经济性指标的一致性,本文采用4种常用的热经济性指标对开口热源和闭口热源两种热源类型下的ORC系统进行了热力学和热经济性分析,验证了对应热源下混合工质筛选准则遴选出的工质对应系统热经济性的优劣;结果表明开口热源下基于热力学筛选准则的优选工质具有较高的（?）效率但热经济性表现为次优,在所有计算工质中热经济性能处于中间水平,闭口热源下基于热力学筛选准则的优选工质则兼具有良好的热力学及热经济性能。针对热源类型的多样性,以利用潜热为主的热源为目标,对200℃危废锅炉富裕饱和蒸汽驱动ORC系统进行了研究。发现饱和蒸汽潜热显热比（4.49）与ORC工质潜热显热比（0.42-0.98）的不协调是造成系统换热温度失配,产生较大不可逆损失的主要原因。为解决饱和蒸汽恒温放热使蒸发器预热段产生较大的换热温差的问题,采取了为热源补充饱和水的方式调整热源潜热显热比,当热源潜热显热比与工质相同时,热源温降曲线与工质温升曲线达到最佳贴合,系统容量在热效率不变的情况下等到了提升,增大了净输出功,如R113在热效率为17.9%的情况下净输出功由1180.87kW增加至3193.81kW,增加170%,但同时由于增大了热源（?）损失导致（?）效率降低,由46.7%降低至45.6%。在此基础上,进一步采用优化出口温度的方式降低补充热水带来的热源（?）损失,可将系统（?）效率由45.6%增大至51%。增加前置汽轮机方式中工况2具有最高热效率及（?）效率分别为23.34%及66.2%,净输出功为 1674.59kW。以太阳能槽式集热作为补充热源饱和水的热量来源,研究了太阳直射辐射强度（DNI）的变动对ORC系统循环构型及热力学性能的影响;结果显示ORC输出功与DNI具有相同变化趋势,toluene及benzene具有最高的输出功,（?）效率的波动根据工质潜热显热比分为平缓变化、大幅变化和介于两者之间三种情况,当工质潜热显热比小于0.433时为平缓变化,大于0.96时为大幅变化,大于0.433且小于0.96时波动情况介于两者之间。最后对采用R113为循环工质的ORC系统与槽式集热器进行了耦合稳态模拟,在考虑实际压降的情况下系统输出功有所降低,这一差距随着太阳直射辐射强度的增加而扩大,由8时30分至12时30分DNI增大179%,输出功差值增大了 2774%。