针对废热回收的有机朗肯循环进行了动态仿真和实验验证．循环工质为R245fa（1，1，1，3，3-五氟丙烷）．分别采用移动边界和离散两种方式建立了蒸发器和冷凝器的模型．模型运行结果与实验数据之间的最大误差不超过4%，显示模型能够真实反映实际系统的性能．分析表明，移动边界模型具有比离散模型低的阶次，处理速度较快，更适合于以控制为导向的动态仿真和实时系统仿真，且在系统负荷突变时具有良好的强壮性．

对500kW等级ORC向心透平进行气动设计,利用NREC-Rital模块进行一维热力计算,并进行动静叶造型设计。利用Numeca软件进行向心透平气动性能校核,仿真结果表明:设计的向心透平设计点气动性能优良,满足设计要求。

针对液压系统传统油冷器冷却时能耗大、热能浪费严重的问题,提出基于有机朗肯循环的液压系统余热回收利用方案,改善系统综合能效。建立了液压系统余热回收试验平台,研究电负载、油液流量和工质流量等参数对系统运行和能量特性的影响规律。试验结果表明:在相同工况下,与同等规格油冷器相比,所提有机朗肯循环余热回收系统最大热效率提高到了2.56%;膨胀机压力比和系统热效率随电负载和油液流量增加而增加;随着工质流量增大,膨胀机入口工质过热度显著降低,而蒸发器换热量和膨胀机输出功率增大。在试验工况下,蒸发器最大换热量为4.18 kW,膨胀机最大输出功率为356 W。试验结果验证了液压系统余热回收系统的节能效果,得到了运行参数对系统性能的影响规律。

基于热力学第一定律与第二定律分析法,结合动量定理与质量守恒定律构建一种双压膨胀有机朗肯循环(ORC)中低温余热发电系统热力性能的预测模型,研究热源温度、蒸发温度、夹点温差、闪蒸压力、循环倍率、喷射压缩器引射流体在混合室进口的马赫数、工质泵、向心透平及螺杆膨胀机的等熵效率对系统的净输出功率、热效率、余热利用率及.效率等热力性能的影响。结果表明,系统的净输出功率与.效率随着热源温度、蒸发温度、循环倍率及透平等熵效率的增大而升高,但随着夹点温差、闪蒸压力的增大而降低;系统的热效率随着蒸发温度、闪蒸压力及透平等熵效率的增大而升高;系统的余热利用率随着热源温度、循环倍率的增大而升高,但随着蒸发温度、夹点温差、闪蒸压力的增大而降低。当循环倍率k=2时系统的净输出功率、.效率及余热利用率分别比常...

作为余热回收最具潜力的技术手段,有机朗肯循环在大型船舶上的研究也越来越广泛。以一大型二冲程船舶柴油机为研究对象,采用有机朗肯循环余热回收系统对其低温热源进行了能量回收,并对余热回收系统的工质进行了优选。结果表明:有机朗肯循环可对船舶主机中的低温余热进行有效地回收利用,可有效降低发动机的油耗,进而降低船舶的运行成本。

搭建了以R123为工质，设计输出功率为3kW的有机朗肯循环涡旋膨胀机试验系统，对涡旋膨胀机在不同工况下的性能进行了试验研究。试验得到涡旋膨胀机的最大输出功率为2．425kW，最高等熵效率为55％。变负载研究中涡旋膨胀机的转速变化范围为1550～2165r/min。试验工况范围内，涡旋膨胀机输出功率、总机械效率随负载的增加而增加，转速随负载数量的增加而降低。

通过 ORC 试验台开展热态试验，获取系统稳定运行时，膨胀机旁通阀和开启阀切换后蒸发器出口压力及温度的变化以及系统其他部件性能参数变化规律。试验结果表明：膨胀机旁通阀和开启阀切换时，系统总的阻力特性会发生变化，继而隔膜泵的出口压力随系统阻力特性发生变化，从而导致 ORC 各部件都出现对应的性能参数变化。通过阻力变化特性和设备响应规律的研究，为膨胀机和减压阀匹配设计以及膨胀机故障诊断提供了相关的指导。

搭建了以压缩空气为工质的涡旋膨胀机性能测试平台,研究了涡旋膨胀机润滑油量和进出口工质参数对其输出性能的影响。结果表明：油气比在0.4%~10.0%范围内涡旋膨胀机输出功率和效率稳定不变;涡旋膨胀机输出功率随进出口压比的增大而增大,等熵效率受欠膨胀损失影响随进出口压比的增大而降低;涡旋膨胀机输出功率、等熵效率和容积效率均随转速的增大而增大,机械效率随转速的增大而降低,膨胀机运行效率在转速为2600r/min时达到最大值58.9%。

膨胀机作为有机朗肯循环系统中的动力输出部件,其性能对系统起着至关重要的作用。传热损失作为膨胀机不可逆损失之一,是影响膨胀机运行效率的重要因素。本文对单螺杆膨胀机机壳及润滑油散热损失进行了冬夏两季试验研究,并进行了对比分析。试验结果表明,转速为3000r/min时,提高进气温度有助于减少传热损失的影响。虽然机壳及润滑油散热损失均有所提高,但各散热损失占比逐渐降低。夏季总散热损失占比由20.00%降低至9.52%,而冬季总散热损失占比由15.00%减小至8.79%。

对中高温太阳能有机朗肯循环发电系统的有机工质进行对比分析；对发电系统的有机工质向心透平进行设计研究。根据给定的热源参数和发电功率，对甲苯、C12（十二烷）、D4（八甲基环四硅氧烷）、MDM（八甲基三硅氧烷）、MM（六甲基二硅氧烷）等工质进行详细的气动设计和多参数对比分析；根据分析结果选用甲苯为工质进行向心透平气动设计、三维造型设计和计算流体动力学（Computational fluid dynamics CFD）数值模拟验证。计算结果表明：选用甲苯为工质的ORC系统质量流量最小，系统热效率最高；模拟结果与设计结果基本一致，模拟状态参数的相对误差在2%以内，模拟的功率和轮周效率误差分别为3.16%和2.9%，表明热力设计的准确性；同时通过整机模拟，证实了该ORC向心透平具有良好的气动性能和热力学性能。