摘要：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。

关键词：有机朗肯循环 向心透平 数值模拟 气动设计 

单位：华中科技大学能源与动力工程学院 武汉430074