Проведен обзор существующих работ на тему определения показателя адиабаты. Рассмотрены различные способы определения показателя адиабаты идеального и реального газа для метана при температурах 100–600 K и давлениях 1–1000 бар, с массовой долей паровой фазы q > 0,6. В указанном диапазоне построены тепловые карты на температурно-энтропийной (T-S) диаграмме для показателей адиабаты полученным по соотношениям предложенным Истоминым В. А. (канонический показатель адиабаты по дифференциальным соотношениям), Шехтманом А. М. (показатель адиабаты по дифференциальному соотношению произведения плотности на коэффициент сжимаемости), и по отношению изобарной и изохорной теплоемкостей как функции параметров реального газа. Проведен анализ погрешностей различных уравнений изоэнтропного расширения газа (уравнение изоэнтропного расширения идеального газа, уравнение с учетом коэффициента сжимаемости z, уравнение с применением канонических показателей адиабаты) относительно уравнения состояния реального газа в виде фундаментального уравнения, явного относительно свободной энергии Гельмгольца. Получено новое уравнение для расчета выхлопа с каноническими показателями адиабаты, а также предложен новый способ вывода классического уравнения выхлопа, основанный на итерационном смешении газа изоэнтропно расширенного в сосуде и изоэнтальпийно расширенного до давления окружающей среды. На основе этого вывода описан итерационный метод расчета процесса выхлопа, позволяющий получать результаты в любой области, включая двухфазную с учетом реальных свойств газа. Построены линии выхлопа на T-S-диаграммах в диапазонах давлений 50–1 бар и температур 100–600 К. Проведено сравнение различных методов расчета выхлопа, описаны особенности и недостатки ранее существовавших методов вблизи двухфазной области.
Проведен обзор исследований и технологий, связанных с волновыми энергообменными аппаратами, использующими акустические и ударно-волновые процессы для передачи энергии. Представлена классификация устройств по типу волн, назначению и способам организации энергообмена. Описаны принципы работы и конструкции термоакустических и ударно-волновых установок. Особое внимание уделено термоакустическим системам, включая двигатели, охладители и их объединения в термоакустические пары. Рассмотрены принципы работы пульсационных, роторно-волновых и резонансных охладителей газа, а также их применение в охлаждении, сжатии газов, эжекции и разделении потоков. Изложены инженерные подходы к повышению эффективности: использование многоступенчатых систем, оптимизация конструкций. Приведены примеры применения роторно-волновых технологий в криогенной промышленности для ожижения метана и создания экологически чистых холодильных циклов. Обсуждаются перспективы использования волновых роторных технологий в энергетике и промышленности. Статья содержит рекомендации по исследованиям и конструктивным решениям для снижения потерь и повышения эффективности энергообменных аппаратов