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对比了普通水蒸汽朗肯循环热电系统和ORC热电系统的区别，证明ORC系统的循环工质在环保性能、化学稳定性、工业安全性、工质的临界循环参数、适用环境条件、工质的流动及换热性能等诸多方面具备优势。 从理论角度分析了ORC系统的热力循环效率，根据大型车辆发动机废气作为余热源的实际情况，给出了该系统在循环工质上的基本热力学条件，并通过理论分析计算，选择了热效率最高的R134a作为本系统的循环工质。 针对此系统在功能装换部分的工况条件，研究分析了系统所需要透平的类型，并在气流速度三角形分析中予以验证;采用设计参数筛选法得到初始设计数据，以这些参数为依据，通过热力气动计算和速度三角形分析，提出了适用于狭小空间内运行的透平在设计尺寸上的计算方法;采用应力叠加原理完成了二段式叶轮的应力校核;最终运用CAD辅助设计实现了透平的原比例三维建模。 利用CFD软件对透平内部三维流动情况进行仿真计算，分别对叶轮流场内的气体流速和压缩程度、压力分布以及叶面压差做出分析，并提出了一种针对叶轮动能效率的计算方法。验证ORC系统的微型化具有可行性，透平气动性能良好，在稳定工况下动能效率可达到73.86％。