Изложены теоретические основы вихревого эффекта Ранка для смещения и разделения полидисперсных гетерогенных потоков с анализом газодинамических параметров при взаимодействии основного и набегающего потоков в зонах свободного, вынужденного и потенциального вихрей. Освещены изменения газодинамических параметров и функций в вихревом аппарате, а также инженерный метод их расчета. Описаны малоэнергоемкие технологии разделения полидисперсных гетерогенных вихревых потоков на составляющие. Приведены результаты использования вихревых аппаратов как дополнительной системы питания низкосортными топливами автотракторных двигателей, лабораторные и полупромышленные образцы газодинамических вихревых испарителей-смесителей и сепараторов.

Изложены теоретические основы и отдельные прикладные задачи термодинамики и теплопередачи, приведены разработанные математические модели газодинамики при авторотации газотурбинных двигателей и вихревых процессов. Предложена классификация процессов взаимопревращения тепла и работы, рассмотрены первый и второй законы термодинамики, а также циклы двигателей внутреннего сгорания и газотурбинных установок, ракетных двигателей, компрессоров и холодильных машин. Проанализированы особенности изоэнтропийного, вращательно-поступального течения газов и жидкостей.

Освещена теория газодинамического сепарирования полидисперсных гетерогенных смесей на отдельные компоненты с помощью пневмодинамических аппаратов, базирующаяся на процессах вихревых течений двухфазных потоков с внешними возмущениями. Приведены описания разработанных конструкций, математические модели расчёта и определены перспективные пути использования газодинамических процессов сепарирования в промышленности.

Рассмотрены теория гидрогазодинамического формирования топливовоздушного неосесимметричного факела, его деформация внутренними и внешними возмущениями, реакции окисления. Освещены проблемные направления исследований факела, определены его физико-химические и газодинамические параметры. Внимание уделено неравновесности и необратимости процессов индукционного горения факела. Охарактеризованы форкамеры нового типа. Приведены аналитические методы решения математических моделей, описывающих впрыск топлива, инженерные методы расчета параметров процесса подачи топлива. Проанализированы особенности форсирования вихрекамерных дизелей. Исследована динамика факела высоковязкого топлива, факела в форкамерах нового типа. Осуществлено математическое моделирование горения высоковязких топлив.

Показано вплив зміни теплофізичних і газодинамічних параметрів, які визначають ступінь очистки від шкідливих компонент, виділених з гетерогенних вихрових потоків, що складають вихідну зернову суміш.

Розглянуто результати аналізу енергетичних рівнів вихорових труб за холодопродуктивністю шляхом зміни параметрів стану вхідного тангенційного парогазового потоку за допомогою введення розпиленої рідини перед входом у зону вільних вихорів.

З метою вирішення важливої народногосподарської проблеми економії енергії та покращання стану довкілля обгрунтовано необхідність впровадження у технологічні процеси вихрових апаратів, що працюють за замкненим циклом на альтернативних видах палива та дозволяють зменшити енергоспоживання. Обгрунтовано теорію вихрових гетерогенних потоків у процесах змішування або поділу на компоненти та проаналізовано зміни газодинамічних параметрів під час взаємодії основного й набігаючого потоків у зонах вільного, змушеного та потенційного вихрів. На підставі всебічного дослідження динаміки газодинамічних функцій і параметрів у вихрових потоках розроблено напівпромислові та промислові зразки сепараторів, випаровучів-змішувачів і холодильних агрегатів з урахуванням вимог технологічних процесів термостатування, сепарування та підготовки робочих сумішей для найбільш ефективного згоряння. Відзначено, що запропоновані вихрові газодинамічні апарати менш енерго- та металоємні, більш надійні, мають менші габарити та вартість у порівнянні з існуючими за рахунок відсутності в їх конструкції рухливих вузлів і систем та покращаних екологічних показників завдяки функціонуванню за замкненим циклом. Результати практичних випробувань використано для розробки методу розрахунку вихрових апаратів.

На основании законов термодинамики показано влияние изменения энтропии на продолжительность индукционного периода сгорания топлива в двигателях внутреннего сгорания и формирование факела.

Представлена математическая модель сепарации гетерогенных полидисперсных смесей на составляющие с помощью вихревого сепаратора и приведены особенности алгоритма расчета и его сопоставления с результатами эксперимента за усредненными значениями переменных параметров, которые определяют эффект и четкость процесса.

Запропоновано математичну модель оцінки якості робочої суміші у додатковій системі живлення дизелів для використання дешевих низькоцетанових та високов'язких палив, яка дозволяє визначати параметри робочої суміші перед початком всмоктування.

Рассмотрены вопросы форсирования вихрекамерных дизелей и расширения фракционного состава топлива путем использования низкоцетановых и раздельной подачи: первичной, через вихревую систему, и стандартной, через топливную аппаратуру дизеля.

Наведено результати якості розпилювання низькоцетанового палива (стабільного газоконденсату) роздільними системами живлення дизеля з газотурбінним наддуванням: основною паливною апаратурою дизеля і додатковою у вигляді вихрового випарника-змішувача у всмоктуючому колекторі.

На основе теории малых отклонений и экспериментальных результатов обосновано влияние изменения важнейших теплофизических характеристик зерна и вредных примесей на степень разделения зерновой смеси в вихревых аппаратах.

Приведены уравнения, которые позволяют получить экстремальные значения термодинамических параметров смеси на выходе из вихревой трубы как гетерогенного турбулентного потока, с помощью которых можно определить необходимые соотношения термодинамических параметров и геометрических размеров вихревой трубы.

Полученное решение математической модели термостатирования распределительных силовых шкафов, используя вихревой эффект Ранка, позволяет определить нестационарные режимы тепловыделения, зависящие от нагрузки, параметров окружающей среды, внешних тепловых воздействий и рабочего процесса разделения потока воздуха в замкнутой системе на холодный и горячий.

Разработанная теория малых отклонений для режимов смешивания позволяет оценивать влияние изменения геометрических параметров и режимов работы камер смешивания для любых гетерогенных потоков, независимо от характера движения компонентов.

Наведено математичну модель, яка описує стаціонарні процеси взаємодії полідисперсного гетерогенного та набігаючого потоків, які здійснюються у вихрових апаратах змішування та поділу, для визначення швидкостей і координат компонентів суміші, що надає можливість розрахувати довжину шляху та визначити траєкторію окремої частки.