РАЗРАБОТКА КОНЦЕПТУАЛЬНЫХ ОСНОВ И ТЕОРИИ РАБОЧИХ ПРОЦЕССОВ ПОРШНЕВЫХ ГИБРИДНЫХ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ МАШИН ОБЪЕМНОГО ДЕЙСТВИЯ С РЕГЕНЕРАТИВНЫМ ТЕПЛООБМЕНОМ ДЛЯ СЖАТИЯ И ПЕРЕМЕЩЕНИЯ КАПЕЛЬНЫХ ЖИДКОСТЕЙ И ГАЗА

Объектом исследования являются поршневые гибридные энергетические машины объёмного действия (ПГЭМОД) с регенеративным теплообменом, предназначенные для сжатия и перемещения капельных жидкостей и газов. Целью работы является разработка концептуальных основ создания нового класса универсальных поршневых машин с регенеративным теплообменом, предназначенных для сжатия газа и капельной жидкости. В рамках выполнения работы, на втором заключительном этапе получены следующие результаты: 1) После принятия системы упрощающих допущений и проведения ее обоснования разработана математическая модель ПГЭМОД с регенеративным теплообменом при работе ее в насосном режиме. Математическая модель включает в себя расчеты процессов сжатия и расширения, а также всасывания и нагнетания с учетом внешнего теплообмена. 2) На основе использования уравнений теплового баланса разработана упрощенная модель охлаждения стенок рабочей камеры ПГЭМОД при работе ее в насосном режиме, позволяющая существенно сократить время расчетов. 3) Используя разработанную математическую модель рабочих процессов ПГЭМОД при работе в насосном режиме, а также уравнения нестационарной теплопроводности, записанное для деталей цилиндро- поршневой группы (поршень, клапанная плита, цилиндр), разработана обобщенная математическая модель работы ПГЭМОД в насосном режиме. Разработанная модель была интегрирована в обобщенную модель рабочих процессов ПГЭМОД в компрессорном и насосном режимах с учетом нестационарного нагрева и охлаждения деталей цилиндро-поршневой группы. 4) На основе проведенного анализа особенности работы ПГЭМОД с регенеративным теплообменом проведено определено определение независимых параметров и функций отклика, разработан план экспериментальных исследований и на его основе проведен численный эксперимент. 5) В результате проведенного численного эксперимента проведено определение рациональных значений времени работы ПГЭМОД с регенеративным теплообменом в режиме компрессора и насоса; рациональных значений чисел оборота коленчатого вала при работе в режимах компрессора и насоса; отношение полного хода поршня к диаметру, а также проведен анализ влияния на работу и интегральные характеристики эквивалентных площадей прохода сечений самодействующих клапанов, давления нагнетания компримируемого газа, коэффициента теплоотдачи со стороны окружающей среды.