内燃机运行时所排出的废气带走了约35%的燃料完全燃烧热量,而目前这部分热量均以废热的形式散失掉了,如何有效的利用这部分热量成为目前提高发动机效率的重要课题。有机朗肯循环(ORC)是一种将传统的蒸汽朗肯循环中的水工质用有机工质来代替的循环,主要包括等熵压缩、等压冷凝、等熵膨胀以及一个等压吸热过程,循环具有结构简单、适用性强及小型化优势明显等特点,非常适合于内燃机废气余热的回收。同时,作为一种有效的余热利用方式,它产生额外功率输出的同时不产生任何的污染物。目前有机朗肯循环作为一种重要的余热回收方式在内燃机行业日益受到重视。当采用有机朗肯循环的余热回收方式时,采用何种工质作为将热能转化回收利用的介质以达到最大的热量回收效果是研究的一个重要课题。本文对常用的有机工质进行了总结,建立了相应的工质物性数据库,并建立了工质热物性的计算模型用以推导非常用工质的热物性。通过将常用工质的热物性计算结果同美国的NIST-Refprop软件及文献中的热物性结果进行了比较分析,验证了模型的准确性。基本物性常数是研究工质热力学性质的基础数据,该数据缺乏是对硅氧烷类物质的有机朗肯循环利用情况进行全面分析和研究的瓶颈。本文通过广泛的数据搜集,根据基团贡献法对硅氧烷类物质中的硅基团的比热容贡献系数进行了推导,为硅氧烷类物质的有机朗肯循环利用提供了物性计算的保证。根据不同的物理及化学性质,将工质分为常用有机工质、硅氧烷类高温工质及混合工质三类,在EES软件及ASPEN PLUS软件中建立内燃机废气余热利用有机朗肯循环系统的数学模型,并将不同的工质在模型中进行性能的计算分析及比较。通过性能分析的比较结果,并针对内燃机废气余热利用有机朗肯循环系统的具体情况,总结了不同有机工质的特性和规律,也给出了一套适宜于内燃机废气余热利用有机朗肯循环系统的工质优化选择的流程,为今后内燃机废气余热利用有机朗肯循环系统工质的快速选择提供了一套原则及方法。