Разработка концептуальных основ и теории рабочих процессов поршневых гибридных энергетических машин объемного действия с регенеративным теплообменом для сжатия и перемещения капельных жидкостей и газа

В настоящее время поршневые насосы и компрессоры являются одними из наиболее крупных потребителей энергии, т.к. широко распространены как в быту, так и в промышленности (миллионы штук). Вследствие этого, встает задача повышения эффективности их работы, а также уменьшения их габаритов и материалоемкости. Одним из кардинальных путей повышения эффективности работы поршневых компрессоров и насосов, а также улучшения их массогабаритных показателей, является объединение их в единый агрегат, получивший название поршневая гибридная энергетическая машина объемного действия (ПГЭМОД). Настоящая работа посвящена дальнейшему совершенствованию ПГЭМОД путем внедрения в них регенеративного теплообмена. Основная идея создания нового класса ПГЭМОД с регенеративным теплообменом заключается в использовании одной рабочей камеры для сжатия и нагнетания попеременно то газа, то жидкости. При работе в компрессорном режиме поверхности рабочей камеры будут нагреваться, а при работе в насосном режиме – охлаждаться. Использование регенеративного теплообмена позволит уменьшить термическое сопротивление при передаче теплоты, что приведет к повышению индикаторного к.п.д. компрессора и коэффициента подачи. Использование одной рабочей камеры позволит практически в два раза уменьшить массу и габариты машины. В работе будут разработаны концептуальные основы проектирования данного класса ПГЭМОД и на их основе будут предложены новые принципиальные схемы. Будут разработаны математические модели изменения термодинамических параметров газа и капельной жидкости в цилиндре машины. При проведении численного эксперимента будет разработан его план и определены рациональные значения угловой скорости коленчатого вала ПГЭМОД, а также значения основных конструктивных параметров. На основании полученных результатов будут разработаны рекомендации для проектирования новых высокоэффективных ПГЭМОД с регенеративным теплообменом.