自然环境中存在着丰富的200℃以下的中低温热能（太阳能、地热能、工业余热）,对其的充分利用可有效减小环境污染和减缓能源危机,对降低碳排放也具有重要的现实意义。但对其的开采利用难度较大,采用常规的动力循环系统无法有效利用。本文以实现100-200℃中低温地热能的热功转换为目的,以有机闪蒸循环（organic flash cycle,ORC）为实现载体,且因非共沸工质可有效改善循环与冷源的温度匹配,因此本研究将OFC与非共沸工质相结合。构建了非共沸工质OFC系统的热力性能和经济性模型,研究了变热源温度和工质组分对系统热力性能和经济性能的影响规律;揭示了闪蒸压力变化对系统的净输出功率以及热效率的影响规律。此外,基于OFC系统在换热过程中所存在的局限性,限制了系统的热功转换效率,因此研究了非共沸工质有机闪蒸-朗肯循环（organic flash-Rankine cycle,OFRC）系统,分析在稳定热源工况条件下时,非共沸工质组分变化对系统热力学性能以及经济性能的影响。主要结论如下:（1）本文论证了 OFC系统可有效的实现中低温热能的热功转换。当R600a/R601a非共沸工质引入OFC系统时,且热源进口温度小于等于180℃时,非共沸工质可提高OFC系统的热力性能,R600a/R601a系统的净输出功率较R600a系统和R601a系统最大可增大24.89%和51.98%,而系统热效率并不一定优于R601a系统。（2）对于R600a/R601a非共沸工质OFC系统的热力学完善度,当热源进口温度大于等于180℃时,R600a/R601a系统的（火用）效率和外部（火用）效率均大于纯工质系统;当热源进口温度大于180℃时,R601a系统（火用）效率和外部（火用）效率最大;系统（火用）效率和外部（火用）效率高达35.97%和91.91%。当热源进口温度为110-180℃时,R600a/R601a系统内部（火用）效率大于纯工质系统;当热源进口温度为100℃、190℃和200℃时,R601a系统的内部（火用）效率最大,内部（火用）效率可达40%。（3）针对OFC系统的经济性,当热源进口温度为100-200℃时,R600a/R601a系统的发电成本（electricity generation costs,EGC）小于R600a系统,且最大相对减小率可达37.84%;当工质组分为定值时,系统EGC随热源进口温度的增加而减小。而对于系统总成本,R600a/R601a（0.9/0.1）系统较R601a系统的最大减小率发生在热源进口温度为180℃时,可达24.83%。（4）对于OFRC系统,引入非共沸工质可有效提高系统的热功转换效率。R600/R245fa非共沸工质OFRC系统的净输出功率较R600系统和R245fa系统最大可分别增加10.27%和5.57%,且热效率可分别增加3.12%和1.1%。OFRC系统的热力性能优于OFC系统。对于纯工质R600,OFRC系统的净输出功率和热效率较OFC系统分别增加5.50%和57.48%。（5）针对OFC系统的结构优化,可有效的减小新循环系统的总成本以及EGC。OFRC系统的总成本和EGC较OFC系统的最大减量可达10.08%和14.25%。此外,较纯工质新循环系统,非共沸工质的引入对新循环系统经济性的改善也是显著的。R600/R245fa（0.3/0.7）非共沸工质OFRC系统的EGC较R600系统和R245fa系统的相对减量分别为3.35%和0.39%。