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化石能源的短缺,引发了人们对于低品位余热利用的关注。有机朗肯循环(organic Rankine cycle)是利用低温余热的关键技术之一,受到了国内外学者的重视。本文对蒸发压力处于亚临界状态和超临界状态的混合工质有机朗肯循环进行模拟研究。同时采用实验研究的方法,分析了纯工质有机朗肯循环机组运行过程中负载容量与热源温度对于系统性能的影响。综合考虑工质的物性参数,挑选出7种合适的有机物,分别为:R227ea、R152a、R134a、R113、R11、R21、R245fa。以R245fa为基本工质,通过混合得到6种不同的混合工质。针对循环中的主要部件建立热力学模型,研究系统采用不同混合工质下的性能参数。当蒸发压力处于亚临界状态,工质吸热量一定的情况下,系统采取混合工质可以获得比纯工质更高的输出功、热效率。当吸热量为197.29kW时,以纯R245fa为工质的系统最大输出功与热效率分别为11.98 kW与6.07%。存在最佳混合工质对R113/R245fa(质量分数0.7:0.3),相比于纯工质R245fa,输出功提高了22.87%,热效率提高了 22.89%。同时发现,耗散能En与系统净输出功、热效率之间存在反比关系。当工质R113/R245fa(质量分数0.7:0.3)达到最大净输出功14.72 kW时,En为6种混合工质对下的最小值5778.3 K·kW。当蒸发压力处于超临界状态时,不同的混合工质分别对应其最佳蒸发压力。工质R11/R245fa(0.8:0.2)在其最佳蒸发压力3.87MPa下,系统热效率为14.59%,净输出功为68.58 kW,均达到了6种混合工质中的最大值。对6种混合工质进行(?)效率分析发现,工质R113/R245fa(0.7:0.3),在蒸发压力为3.03MPa的情况下,(?)效率达到了 48.28%,为6种混合工质中的最大值。通过进一步对于系统主要部件进行(?)损失分析发现,蒸发器内的(?)损失最大。并且当蒸发压力升高时,工质泵和膨胀机的(?)损会有所降低,而蒸发器和冷凝器内的(?)损失则会升高。通过搭建5kW有机朗肯循环发电实验集成机组,研究了热源温度为105 ℃与120 ℃,负载容量为1.5 kW与3 kW时,不同膨胀机转速对系统性能参数的影响。实验结果表明:当负载容量为3 kW时,随着转速与热源温度的增加,系统热效率均呈现上升趋势。在热源温度为105 ℃与120 ℃时,系统热效率最高可达到2.88%与2.52%。在热源温度为105 ℃,负载容量为3 kW时机组最大电效率为4.66%。当负载容量为1.5 kW时,机组最大电效率为2.66%。