<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<!DOCTYPE article PUBLIC "-//NLM//DTD JATS (Z39.96) Journal Publishing DTD v1.3 20210610//EN" "JATS-journalpublishing1-3.dtd">
<article article-type="research-article" dtd-version="1.3" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink" xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance" xml:lang="ru"><front><journal-meta><journal-id journal-id-type="publisher-id">izvestswsu</journal-id><journal-title-group><journal-title xml:lang="ru">Известия Юго-Западного государственного университета</journal-title><trans-title-group xml:lang="en"><trans-title>Proceedings of the Southwest State University</trans-title></trans-title-group></journal-title-group><issn pub-type="ppub">2223-1560</issn><issn pub-type="epub">2686-6757</issn><publisher><publisher-name>ЮЗГУ</publisher-name></publisher></journal-meta><article-meta><article-id pub-id-type="doi">10.21869/2223-1560-2021-25-1-53-65</article-id><article-id custom-type="elpub" pub-id-type="custom">izvestswsu-867</article-id><article-categories><subj-group subj-group-type="heading"><subject>Research Article</subject></subj-group><subj-group subj-group-type="section-heading" xml:lang="ru"><subject>Строительство</subject></subj-group><subj-group subj-group-type="section-heading" xml:lang="en"><subject>Constructions</subject></subj-group></article-categories><title-group><article-title>Исследование степени интенсификации коэффициента массообмена теплоносителя в вихревом теплообменном аппарате системы отопления газорегуляторного пункта</article-title><trans-title-group xml:lang="en"><trans-title>Investigation of the Degree of Augmentation of the Mass Transfer Coefficient of the Heat Transfer Medium in a Vortex Heat Exchanger of a Gas Pressure Regulating and Metering Station Heating System</trans-title></trans-title-group></title-group><contrib-group><contrib contrib-type="author" corresp="yes"><name-alternatives><name name-style="eastern" xml:lang="ru"><surname>Григорова</surname><given-names>Н. П.</given-names></name><name name-style="western" xml:lang="en"><surname>Grigorova</surname><given-names>N. P.</given-names></name></name-alternatives><bio xml:lang="ru"><p>Григорова Наталья Павловна, аспирант кафедры теплогазоводоснабжения</p><p>ул. 50 лет Октября 94, г. Курск 305040</p></bio><bio xml:lang="en"><p>Natalia P. Grigorova, Post­Graduate Student, Department of Heat and Gas Supply</p><p>50 Let Oktyabrya str. 94, Kursk 305040</p></bio><email xlink:type="simple">kafedra-ipm@mail.ru</email><xref ref-type="aff" rid="aff-1"/></contrib><contrib contrib-type="author" corresp="yes"><name-alternatives><name name-style="eastern" xml:lang="ru"><surname>Монастырев</surname><given-names>П. В.</given-names></name><name name-style="western" xml:lang="en"><surname>Monastyrev</surname><given-names>P. V.</given-names></name></name-alternatives><bio xml:lang="ru"><p>Монастырев Павел Владиславович, доктор технических наук, директор института Архитектуры, строительства и транспорта</p><p>ул. Советская 106, г. Тамбов 392000</p></bio><bio xml:lang="en"><p>Pavel V. Monastyrev, Dr. of Sci. (Engineering), Director of the Institute of Architecture, Construction and Transport</p><p>106 Sovetskaya str., Tambov 392000</p></bio><email xlink:type="simple">monastyrev68@mail.ru</email><xref ref-type="aff" rid="aff-2"/></contrib><contrib contrib-type="author" corresp="yes"><name-alternatives><name name-style="eastern" xml:lang="ru"><surname>Пахомова</surname><given-names>Е. Г.</given-names></name><name name-style="western" xml:lang="en"><surname>Pakhomova</surname><given-names>E. G.</given-names></name></name-alternatives><bio xml:lang="ru"><p>Пахомова Екатерина Геннадьевна, кандидат технических наук, доцент, декан факультета строительства и архитектуры</p><p>ул. 50 лет Октября 94, г. Курск 305040</p></bio><bio xml:lang="en"><p>Ekaterina G. Pakhomova, Cand. of Sci. (Engineering), Associate Professor, Head of the Construction and Architecture Department</p><p>50 Let Oktyabrya str. 94, Kursk 305040</p></bio><email xlink:type="simple">fsa_dekanat@mail.ru</email><xref ref-type="aff" rid="aff-1"/></contrib><contrib contrib-type="author" corresp="yes"><name-alternatives><name name-style="eastern" xml:lang="ru"><surname>Семичева</surname><given-names>Н. Е.</given-names></name><name name-style="western" xml:lang="en"><surname>Semicheva</surname><given-names>N. Ye.</given-names></name></name-alternatives><bio xml:lang="ru"><p>Семичева Наталья Евгеньевна, кандидат технических наук, доцент, заведующая кафедрой теплогазоводоснабжения</p><p>ул. 50 лет Октября 94, г. Курск 305040</p></bio><bio xml:lang="en"><p>Natalia Ye. Semicheva, Cand. of Sci. (Engineering), Associate Professor, Head of the Heat and Gas Supply Department</p><p>50 Let Oktyabrya str. 94, Kursk 305040</p></bio><email xlink:type="simple">kafedra-ipm@mail.ru</email><xref ref-type="aff" rid="aff-1"/></contrib></contrib-group><aff-alternatives id="aff-1"><aff xml:lang="ru"><institution>Юго-­Западный государственный университет</institution></aff><aff xml:lang="en"><institution>Southwest State University</institution></aff></aff-alternatives><aff-alternatives id="aff-2"><aff xml:lang="ru"><institution>Тамбовский государственный технический университет</institution></aff><aff xml:lang="en"><institution>Tambov State Technical University</institution></aff></aff-alternatives><pub-date pub-type="collection"><year>2021</year></pub-date><pub-date pub-type="epub"><day>28</day><month>05</month><year>2021</year></pub-date><volume>25</volume><issue>1</issue><fpage>53</fpage><lpage>65</lpage><permissions><copyright-statement>Copyright &amp;#x00A9; Григорова Н.П., Монастырев П.В., Пахомова Е.Г., Семичева Н.Е., 2021</copyright-statement><copyright-year>2021</copyright-year><copyright-holder xml:lang="ru">Григорова Н.П., Монастырев П.В., Пахомова Е.Г., Семичева Н.Е.</copyright-holder><copyright-holder xml:lang="en">Grigorova N.P., Monastyrev P.V., Pakhomova E.G., Semicheva N.Y.</copyright-holder><license xml:lang="ru" license-type="creative-commons-attribution" xlink:href="https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/" xlink:type="simple"><license-p>Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.</license-p></license><license xml:lang="en" license-type="creative-commons-attribution" xlink:href="https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/" xlink:type="simple"><license-p>This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.</license-p></license></permissions><self-uri xlink:href="https://izvestswsu.elpub.ru/jour/article/view/867">https://izvestswsu.elpub.ru/jour/article/view/867</self-uri><abstract><sec><title>Цель исследования</title><p>Цель исследования. Исследовать степень интенсификации коэффициента массообмена теплоносителя, контактируемого с «пятном» жидкости на поверхности лопасти завихрителя при его бомбардировке дисперсными загрязнениями в вихревом теплообменном аппарате с целью выявления закономерности, позволяющей получать расчетные значения коэффициента теплоотдачи теплоносителя, имеющие наилучшее согласование с полученными экспериментальными значениями, представленными в ранее опубликованных статьях.</p></sec><sec><title>Методы</title><p>Методы. Комплексный анализ степени интенсификации коэффициента массообмена теплоносителя на поверхности лопасти завихрителя в вихревом теплообменнике на основе известных теоретических положений и уравнений тепломассообменных процессов.</p></sec><sec><title>Результаты</title><p>Результаты. Получена зависимость интенсификации коэффициента массообмена теплоносителя, контактируемого с «пятном» жидкости на поверхности лопасти завихрителя при его бомбардировке дисперсными загрязнениями, что позволяет получить наилучшее согласование расчетных и экспериментальных значений коэффициента теплоотдачи в вихревом теплообменнике газорегуляторного пункта.</p></sec><sec><title>Заключение</title><p>Заключение. Значения коэффициента теплоотдачи теплоносителя, вычисленные с помощью полученной зависимости интенсификации коэффициента массообмена теплоносителя, имеют удовлетворительную сходимость с опытными данными, что позволяет использовать данную зависимость в инженерных расчетах конструктивных параметров вихревого теплообменного аппарата, используемого в качестве теплообменника для системы отопления производственного помещения газорегуляторного пункта. Данное техническое решение позволяет не только экономить природный газ как источник выработки тепловой энергии, но и снизить негативное воздействие на окружающую среду, так как нет необходимости в сжигании природного газа. В данном случае выработка тепловой энергии осуществляется за счет регулируемого перепада давления природного газа, поступающего из магистрали к потребителям.</p></sec></abstract><trans-abstract xml:lang="en"><sec><title>Purpose of research</title><p>Purpose of research. is to investigate the degree of augmentation of the mass transfer coefficient of a heat transfer medium in contact with a "spot" of liquid on the surface of the vortex blade when it is bombarded with dispersed contaminants in a vortex heat exchanger in order to identify a pattern that allows obtaining design values of the heat transfer coefficient of the heat transfer medium that have the best agreement with the experimental values provided in previously published articles [4, 6, 7].</p></sec><sec><title>Methods</title><p>Methods. A complex analysis of the degree of augmentation of the mass transfer coefficient of the heat transfer medium on the surface of the vortex blade in a vortex heat exchanger based on the known theoretical positions and equations of heat and mass transfer processes.</p></sec><sec><title>Results</title><p>Results. The dependence of the augmentation of the mass transfer coefficient of the heat transfer medium in contact with the "spot" of liquid on the surface of the vortex blade when it is bombarded with dispersed contaminants was obtained, which allows obtaining the best agreement of the design and experimental values of the heat transfer coefficient in the vortex heat exchanger of a gas pressure regulating and metering station.</p></sec><sec><title>Conclusion</title><p>Conclusion. The values of the heat transfer coefficient of the heat transfer medium calculated using the obtained dependence of the augmentation of the mass transfer coefficient of the heat transfer medium have a satisfactory convergence with the experimental data, which allows us to use this dependence in engineering calculations of the design parameters of the vortex heat exchanger used as a heat exchanger for the heating system of the working area of the gas pressure regulating and metering station. This technical solution allows not only saving natural gas as a source of heat generation, but also reducing the negative impact on the environment, since there is no need to burn natural gas. In this case, the production of thermal energy is carried out due to a regulated pressure drop of natural gas coming from the main line to consumers.</p></sec></trans-abstract><kwd-group xml:lang="ru"><kwd>производственное здание</kwd><kwd>газорегуляторный пункт</kwd><kwd>коэффициент теплоотдачи</kwd><kwd>вихревой теплообменный аппарат</kwd><kwd>природный газ</kwd></kwd-group><kwd-group xml:lang="en"><kwd>working area</kwd><kwd>gas pressure regulating and metering station</kwd><kwd>heat transfer coefficient</kwd><kwd>vortex heat exchanger</kwd><kwd>natural gas</kwd></kwd-group></article-meta></front><back><ref-list><title>References</title><ref id="cit1"><label>1</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Пат. 2615878 Российская Федерация, МПК F 28 D 7/10. Вихревой теплообменный элемент / Кобелев Н.С., Григорова Н.П. [и др.]; заявитель и патентообладатель Курск. гос. техн. Ун-т. №2016110870; заявл. 04.07.2016; опубл. 11.04.2017, Бюл. № 11.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Kobelev N. S., Grigorova N. P. e. a.; Vikhrevoi teploobmennyi element [Vortical heat exchange element]. Patent RF, no. 2016110870, 2016.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit2"><label>2</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Пат. 2622340 Российская Федерация: МПК F 28 D 7/10. Вихревой теплообменный элемент / Кобелев Н.С., Григорова Н.П. [и др.]; заявитель и патентообладатель Курск. гос. техн. Ун-т. №2016128870953; заявл. 15.07.2016; опубл. 14.06.2017, Бюл. № 17.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Kobelev N. S., Grigorova N. P. e. a.; Vikhrevoi teploobmennyi element [Vortical heat exchange element]. Patent RF, no. 2016128870953, 2017.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit3"><label>3</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Теплотехнический расчет конструктивных параметров вихревого теплообменного аппарата системы отопления газорегуляторного пункта / Н.П. Григорова, П.В. Монастырев, Е.Г. Пахомова, Н.Е. Семичева // Журнал БСТ. Технология и организация строительства. Наука 2.1. 2020. №8. С. 45-49.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Grigorova N. P., Monastyrev P. V., Pakhomova E. G., Semicheva N. E. Teplotekhnicheskii raschet konstruktivnykh parametrov vikhrevogo teploobmennogo apparata sistemy otopleniya gazoregulyatornogo punkta [Teplotekhnichesky raschet konstruktivnykh parametry vortirevogo heat exchanger of the heating system of the gas-regulating point]. Zhurnal BST. Tekhnologiya i organizatsiya stroitel'stva. Nauka 2.1 = Technology and Organization of Construction. Nauka 2.1, 2020, no. 8, pp. 45-49 (In Russ.).</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit4"><label>4</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Experimental study of influence of fi ne drop moisture and contaminants in heat carrier on coefficient of heat removal of vortex heat exchanger of gas control station heating system / G. E. Pakhomova, N. P. Grigorova, P.V. Monastyrev, N. E. Semicheva // Journal of Applied Engineering Science. 2020. No. 18(3). P. 427-431.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Pakhomova, G. E., Grigorova N. P, Monastyrev P. V., Semicheva N. E. Experimental study of influence of fi ne drop moisture and contaminants in heat carrier on coefficient of heat removal of vortex heat exchanger of gas control station heating system. Journal of Applied Engineering Science, 2020, no. 18(3), pp. 427-431.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit5"><label>5</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Аэродинамика и теплообмен закрученного потока природного газа в вихревом теплообменном аппарате системы отопления газорегуляторного пункта / Н.П. Григорова, П.В. Монастырев, Е.Г. Пахомова, Н.Е. Семичева // Известия Юго-Западного государственного университета. 2020; 24(3): 99-110. https://doi.org/10.21869/2223-1560-2020-24-3-99-110</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Grigorov N. P., Monastyrev P. V., Pakhomova E. G., Semicheva N. E. Aerodynamics and Heat Transfer of Swirling Natural Gas Flow in a Vortex Heat Exchanger of the Heating System of a Gas Control Point. Izvestiya Yugo-Zapadnogo gosudarstvennogo universiteta = Proceedings of the Southwest State University. 2020; 24(3): 99-110 (In Russ.). https://doi.org/10.21869/2223-1560-2020-24-3-99-110</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit6"><label>6</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Характер движения элементарного объема газа в вихревом теплообменном аппарате системы отопления газорегуляторного пункта / Н.П. Григорова, П.В. Монастырев, Е. Г. Пахомова, Н. Е. Семичева // Бюллетень строительной техники (БСТ). 2020. № 11 (1035). С. 53-55.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Grigorova, N. P., Monastyrev P. V., Pakhomova E. G., Semicheva N. E. Kharakter dvizheniya elementarnogo ob"ema gaza v vikhrevom teploobmennom apparate sistemy otopleniya gazoregulyatornogo punkta [The Nature of the motion of a particle in a vortex gas heat exchanger heating system gas control unit. Byulleten' stroitel'noi tekhniki (BST) = Building Technical (BST), 2020, no. 11 (1035), pp. 53-55 (In Russ.).</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit7"><label>7</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Григорова Н.П., Монастырев П.В. Экспериментальное исследование влияния мелкодисперсной капельной влаги и загрязнений в теплоносителе на коэффициент теплоотдачи вихревого теплообменника системы отопления газорегуляторного пункта // Современные проблемы в строительстве: постановка задач и пути их решения: сборник научных статей Международной научно-практической конференции / Юго-Западный государственный университет. Курск, 2020. С. 139-141.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Grigorova N. P., Monastyrev P. V. [Experimental study of the influence of fine-dispersed droplet moisture and pollution in the heat carrier on the heat transfer coefficient of the vortex heat exchanger of the gas-regulating point heating system]. Sovremennye problemy v stroitel'stve: postanovka zadach i puti ikh resheniya. Sbornik nauchnykh statei Mezhdunarodnoi nauchno-prakticheskoi konferentsii [Modern problems in construction: setting tasks and ways to solve them. Collection of scientific articles of the International Scientific and Practical Conference]. Kursk, 2020, pp. 139-141 (In Russ.).</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit8"><label>8</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Седов А.И. Механика сплошных сред. М.: Наука, 1980. 348 с.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Sedov A. I. Mekhanika sploshnykh sred [Mechanics of continuous media]. Moscow, Nauka Publ., 1980. 348 p. (In Russ.).</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit9"><label>9</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Сударев А.В., Кузнецов Л.А. Теплопередача закрученной струи воздуха при движении по внутренней поверхности цилиндра // Энергомашиностроение. 1968. №1. С. 18-21.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Sudarev A.V., Kuznetsov L. A. Teploperedacha zakruchennoi strui vozdukha pri dvizhenii po vnutrennei poverkhnosti tsilindra [Heat transfer of a swirled air jet when moving along the inner surface of the cylinder]. Energomashinostroenie, 1968, no. 1, pp. 18-21 (In Russ.).</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit10"><label>10</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Уонг Ч. Основные формулы и данные по теплообмену для инженеров: справочник. М.: Атомиздат, 1979. 216 с.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Wong Ch. Osnovnye formuly i dannye po teploobmenu dlya inzhenerov [Basic formulas and data on heat exchange for engineers]. Moscow, Atomizdat Publ., 1979. 216 p. (In Russ.).</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit11"><label>11</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Третьяков В.В., Ягодкин В.И. Применение двухпараметрических моделей турбулентности для расчёта закрученных течений // Вихревой эффект и его применение в технике. Куйбышев, 1984. С. 233-238.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Tretyakov V. V., Yagodkin V. I. [Application of two-parameter turbulence models for calculating swirling currents]. Vikhrevoi effekt i ego primenenie v tekhnike [Vortex effect and its application in engineering]. Kuibyshev, 1984, pp. 233-238 (In Russ.).</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit12"><label>12</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Хаузен Х. Теплопередача при противотоке, прямотоке и перекрёстном токе. М.: Энергоиздат, 1981. 384 с.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Khauzen H. Teploperedacha pri protivotoke, pryamotoke i perekrestnom toke [Heat transfer in counter-current, direct current and cross-current]. Moscow, Energoizdat Publ., 1981. 384 p. (In Russ.).</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit13"><label>13</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Щукин В.К., Халатов А.А. Теплообмен, массообмен и гидродинамика закрученных потоков в осесимметричных каналах. М.: Машиностроение, 1982. 200 с.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Shchukin V. K., Khalatov A. A. Teploobmen, massoobmen i gidrodinamika zakruchennykh potokov v osesimmetrichnykh kanalakh [Heat transfer, mass transfer and hydrodynamics of swirling flows in axisymmetric channels]. Moscow, Mashinostroenie Publ., 1982. 200 p. (In Russ.).</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit14"><label>14</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Жукаускас А.А. Конвективный перенос в теплообменниках. М.: Наука, 1982. 472 с.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Zhukauskas A. A. Konvektivnyi perenos v teploobmennikakh [Convective transfer in heat exchangers]. Moscow, Nauka Publ., 1982. 472 p.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit15"><label>15</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Халатов А.А. Теория и практика закрученных потоков. Киев: Наук. думка, 1989. 192 с.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Khalatov A. A. Teoriya i praktika zakruchennykh potokov [Theory and practice of swirling flows]. Kiev, Nauk. dumka, 1989. 192 p. (In Russ.).</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit16"><label>16</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Таубман Е.М. [и др.]. Контактные теплообменники М.: Химия, 1987. 256 с.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Taubman E. M. [et al.]. Kontaktnye teploobmenniki [Contact heat exchangers]. Moscow, Khimiya Publ., 1987. 256 p. (In Russ.).</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit17"><label>17</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Халатов А.А. Новый критерий гидродинамического подобия внутренних закрученных потоков и результаты обобщения опытных данных // Turbulenzmobelle und ihre Anwendung in der Technik. Berlin, 1982. C. 38-42.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Khalatov A. A. Novyi kriterii gidrodinamicheskogo podobiya vnutrennikh zakruchennykh potokov i rezul'taty obobshcheniya opytnykh dannykh [A new criterion for the hydrodynamic similarity of internal swirling flows and the results of generalization of experimental data]. Turbulenzmobelle und ihre Anwendung in der Technik. Berlin, 1982, pp. 38-42(In Russ.).</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit18"><label>18</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Щукин В.К., Халатов А.А., Летягин В.Г. Экспериментальное исследование структуры пристенного течения в потоке с начальной закруткой // Изв. вузов. Авиационная техника. 1991. С. 267-271.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Shchukin V. K., Khalatov A. A., Letyagin V. G. Eksperimental'noe issledovanie struktury pristennogo techeniya v potoke s nachal'noi zakrutkoi [Experimental study of the structure of the wall flow in a flow with an initial twist. ov]. Izv. vuzov. Aviatsionnaya tekhnika = Izv.vuz. Aviation Equipmen, 1991, pp. 267-271 (In Russ.).</mixed-citation></citation-alternatives></ref></ref-list><fn-group><fn fn-type="conflict"><p>The authors declare that there are no conflicts of interest present.</p></fn></fn-group></back></article>
