<?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">probener</journal-id><journal-title-group><journal-title xml:lang="ru">Известия высших учебных заведений. ПРОБЛЕМЫ ЭНЕРГЕТИКИ</journal-title><trans-title-group xml:lang="en"><trans-title>Power engineering: research, equipment, technology</trans-title></trans-title-group></journal-title-group><issn pub-type="ppub">1998-9903</issn><issn pub-type="epub">2658-5456</issn><publisher><publisher-name>Kazan State Power Engineering  University</publisher-name></publisher></journal-meta><article-meta><article-id pub-id-type="doi">10.30724/1998-9903-2020-22-5-128-141</article-id><article-id custom-type="elpub" pub-id-type="custom">probener-1443</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>ЭНЕРГЕТИКА</subject></subj-group><subj-group subj-group-type="section-heading" xml:lang="en"><subject>POWER ENGINEERING</subject></subj-group></article-categories><title-group><article-title>Экспериментальные исследования эффективности однорядного пучка из биметаллических оребренных труб с различной высотой оребрения при свободно-конвективном теплообмене с воздухом</article-title><trans-title-group xml:lang="en"><trans-title>Experimental studies of the efficiency of a single-row bundle of bimetallic finned tubes with different finning heights in free convective heat exchange with air</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>Данильчик</surname><given-names>Е. С.</given-names></name><name name-style="western" xml:lang="en"><surname>Danilchik</surname><given-names>E. S.</given-names></name></name-alternatives><bio xml:lang="ru"><p>Данильчик Екатерина Сергеевна – аспирант, ассистент кафедры энергосбережения, гидравлики и теплотехники</p><p>г. Минск</p></bio><bio xml:lang="en"><p>Danilchik Ekaterina Sergeevna – Hydraulics and Heat Engineering</p><p>Minsk</p></bio><email xlink:type="simple">katya.156.156@gmail.com</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>Сухоцкий</surname><given-names>А. Б.</given-names></name><name name-style="western" xml:lang="en"><surname>Sukhotski</surname><given-names>A. B.</given-names></name></name-alternatives><bio xml:lang="ru"><p>Сухоцкий Альберт Борисович – канд. техн. наук, доцент, доцент кафедры энергосбережения, гидравлики и теплотехники</p><p>г. Минск</p></bio><bio xml:lang="en"><p>Sukhotski Al’bert Borisovich – Hydraulics and Heat Engineering</p><p>Minsk</p></bio><xref ref-type="aff" rid="aff-1"/></contrib><contrib contrib-type="author" corresp="yes"><name-alternatives><name name-style="eastern" xml:lang="ru"><surname>Кунтыш</surname><given-names>В. Б.</given-names></name><name name-style="western" xml:lang="en"><surname>Kuntysh</surname><given-names>V. B.</given-names></name></name-alternatives><bio xml:lang="ru"><p>Кунтыш Владимир Борисович – д-р техн. наук, профессор кафедры энергосбережения, гидравлики и теплотехники</p><p>г. Минск</p></bio><bio xml:lang="en"><p>Kuntysh Vladimir Borisovich – Hydraulics and Heat Engineering</p><p>Minsk</p></bio><xref ref-type="aff" rid="aff-1"/></contrib></contrib-group><aff-alternatives id="aff-1"><aff xml:lang="ru"><institution>Белорусский государственный технологический университет</institution><country>Беларусь</country></aff><aff xml:lang="en"><institution>Belarussian state technological university</institution><country>Belarus</country></aff></aff-alternatives><pub-date pub-type="collection"><year>2020</year></pub-date><pub-date pub-type="epub"><day>24</day><month>12</month><year>2020</year></pub-date><volume>22</volume><issue>5</issue><fpage>128</fpage><lpage>141</lpage><permissions><copyright-statement>Copyright &amp;#x00A9; Данильчик Е.С., Сухоцкий А.Б., Кунтыш В.Б., 2020</copyright-statement><copyright-year>2020</copyright-year><copyright-holder xml:lang="ru">Данильчик Е.С., Сухоцкий А.Б., Кунтыш В.Б.</copyright-holder><copyright-holder xml:lang="en">Danilchik E.S., Sukhotski A.B., Kuntysh V.B.</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://www.energyret.ru/jour/article/view/1443">https://www.energyret.ru/jour/article/view/1443</self-uri><abstract><p>Рассмотреть как будет влиять изменение высоты оребрения биметаллических оребренных труб однорядного пучка на тепловые, габаритные и металлоемкостные характеристики в режиме свободной конвекции воздуха при различных углах наклона (γ = 0, 15, 30, 45, 60 и 90°) к горизонтальной плоскости. Исследуемые трубы имели следующие характеристики: материал несущей трубы – углеродистая сталь (наружный диаметр dн = 25 мм, толщина стенки δ = 2 мм), материал накатной ребристой оболочки – алюминиевый сплав АД1М. Геометрические параметры ребер: d×d0×h×s×Δ×φ×l = 56,0×26,8×14,6×2,5×0,5×19,3×300 мм (I тип). Исследования проводились методом полного теплового моделирования на специально разработанном экспериментальном стенде. Затем ребра стачивались путем шлифования с образованием новых типов труб (II−VI), которые компоновались в однорядный пучок с постоянным относительным поперечным шагом σ1 = S1 / d = 1,14 = const. В статье получены критериальные зависимости по теплоотдаче оребренного однорядного пучка из труб с различной высотой оребрения при разных углах наклона к горизонтальной плоскости, а также графическая зависимость поправочного коэффициента на угол наклона пучка (γ = 0–90°). Установлено, что увеличение угла наклона и высоты оребрения труб однорядного пучка в целом сопровождается снижением теплоотдачи. По габаритным и металлоемкостным характеристикам наиболее эффективным является однорядный пучок при различных углах наклона к горизонтальной плоскости с высотой оребрения трубы 2,0 мм.</p></abstract><trans-abstract xml:lang="en"><p>Considerer the influence of a change in the height of the height of the finning of bimetallic finned tubes of a single-row bundle on the thermal, overall and metal-capacity characteristics in the mode of free air convection at different angles of inclination (γ = 0, 15, 30, 45, 60 and 90°) to the horizontal plane. The investigated tubes have the following characteristics: the material of the supporting tube was carbon steel (outer diameter dout = 25 mm, wall thickness δ = 2 mm), the material of the rolling finned shell was aluminum alloy AD1M. Geometric parameters of the fins: d×d0×h×s×Δ×φ× l = 56,0×26,8×14,6×2,5× 0,5×19,3×300 mm (type I). The studies were carried out by the method of complete thermal modeling on a specially designed experimental stand. Then the fins were ground by grinding with the formation of new types of tubes (II–VI), which were assembled into a single-row bundle with a constant relative transverse pitch σ1 = S1 / d = 1,14 = const. The article describes the criterion dependences for heat transfer of a finned single-row bundle of tubes with different finning heights at different angles of inclination to the horizontal plane, as well as a graphical dependenc e of the correction factor for the angle of inclination of bundle (γ = 0–90°) were obtained. It has been established that an increase in the angle of inclination and the height of the finning of tubes of a single -row bundle is generally accompanied by a decrease in heat transfer. In terms of overall and metal-capacity characteristics, the most effective is a single-row bundle at various angles of inclination to the horizontal plane with a tube finning height 2,0 mm.</p></trans-abstract><kwd-group xml:lang="ru"><kwd>биметаллическая оребренная труба</kwd><kwd>однорядный трубчатый теплообменник</kwd><kwd>число Релея</kwd><kwd>число Нуссельта</kwd><kwd>критериальное уравнение теплоотдачи</kwd><kwd>углы наклона к горизонту</kwd><kwd>высота оребрения</kwd><kwd>габаритные и металлоемкостные характеристики</kwd><kwd>свободная конвекция</kwd></kwd-group><kwd-group xml:lang="en"><kwd>bimetallic finned tube</kwd><kwd>single-row tubular heat exchanger</kwd><kwd>Rayleigh number</kwd><kwd>Nusselt number</kwd><kwd>criterion equation for heat transfer</kwd><kwd>tilt angles to the horizon</kwd><kwd>finning height</kwd><kwd>overall and metal capacity characteristics</kwd><kwd>free convection</kwd></kwd-group><funding-group><funding-statement xml:lang="ru">Работа выполнена при финансовой поддержке Министерства образования Республики Беларусь (грант № ГБ 20-052), а также Белорусского республиканского фонда фундаментальных исследований и Российского фонда фундаментальных исследований (проекты Т19РМ-076 и 19-58-04-006Бел_мол_а).</funding-statement><funding-statement xml:lang="en">This work was financially supported by the Ministry of Education of the Republic of Belarus (Grant No. GB 20 -052), as well as the Belarusian Republican Foundation for Basic Research and the Russian Foundation for Basic Research (projects T19RM -076 and 19-5804-006Bel_mol_a).</funding-statement></funding-group></article-meta></front><back><ref-list><title>References</title><ref id="cit1"><label>1</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Короленко Ю. А. Теплопередача горизонтального пучка труб к воздуху в условиях свободной конвекции // Известия Томского политехнического института. 1962. Т. 110. С. 26-33.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Korolenko YA. Heat transfer of a horizontal tube bundle to the air under free convection. Proceedings of the Tomsk Polytechnic Institute. 1962;110:26-33.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit2"><label>2</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Гусев С. Е. Теплообмен и гидродинамика при свободно-конвективном обтекании горизонтальных цилиндрических тел теплоносителем с переменными физическими свойствами: дис. …докт. техн. наук: 01.04.14. Москва, 2000. 426 с.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Gusev SE. Heat exchange and hydrodynamics in free-convective flow around horizontal cylindrical bodies with a heat carrier with variable physical properties: dis. ... doct. techn. sciences: 01.04.14. Moscow, 2000.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit3"><label>3</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Кунтын В. Б., Топоркова М. А. Метод расчета подогрева сушильного воздуха при свободной конвекции воздуха в калориферах из труб с накатными ребрами // Актуальные направления развития сушки древесины: тез. докл. к Всесоюз. конф. 8−12 сент. 1980 г. Архангельск, 1980. С. 203-207.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Kuntyn VB., Toporkova MA. Method for calculating the heating of drying air with free air convection in heaters made of tubes with rolling fins. Current trends in the development of wood drying: TEZ. Dokl. to the all-Union. Conf. September 8–12, 1980. Arkhangelsk, 1980. pp. 203-207.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit4"><label>4</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Самородов А.В. Совершенствование методики теплового расчета и проектирования аппаратов воздушного охлаждения с шахматными оребренными пучками: дис. …канд. техн. наук: 05.14.14. Архангельск, 1999. 176 с.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Samorodov AV. Improvement of methods of thermal calculation and design of air cooling devices with chess finned bunches: dis. ... cand. tech. sciences: 05.14.14. Arkhangelsk, 1999. 176 p.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit5"><label>5</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Волков А.В. Повышение эффективности сушки длительносохнущих пиломатериалов в камерах периодического действия: дис. …канд. техн. наук: 05.21.05 / А. В. Волков. – Архангельск, 2003.154 с.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Volkov AV. Improving the efficiency of drying long-drying lumber in batch chambers: dis. ... cand. tech. science: 05.21.05. Arkhangelsk, 2003. 154 p.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit6"><label>6</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Сухоцкий А.Б. Исследование смешанноконвективной теплоотдачи однорядных воздухоохлаждаемых теплообменников при различных поперечных шагах установки труб / Сухоцкий А.Б., Сидорик Г.С. // Известия высших учебных заведений. Проблемы энергетики. 2017. №19. С. 3-11.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Sukhotsky AB, Sidorik GS. Investigation of mixed-convective heat transfer of single-row aircooled heat exchangers at different transverse steps of pipe installation. News of higher educational institutions. Energy problem. 2017; 19:3-11. doi: 10.30724/1998-9903-2017-19-11-12-3-11.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit7"><label>7</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Yildiz, Ş. An experimental investigation on performance of annular fins on a horizontal cylinder in free convection heat transfer / Ş. Yildiz, H. Yüncü // Heat and Mass Transfer. 2004. V. 40. P. 239-251.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Yildiz Ş, Yüncü H. An experimental investigation on performance of annul ar fins on a horizontal cylinder in free convection heat transfer. Heat and Mass Transfer. 2004; 40:239–251. doi: 10.1007/S00231002-0404-X.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit8"><label>8</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Hahne, E. Natural convection heat transfer on finned tubes in air / E. Hahne, D. Zhu // Int. J. Heat and Mass Transfer. 1994. Vol. 37. P. 59-63.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Hahne E, Zhu D. Natural convection heat transfer on finned tubes in air. Int. J. Heat and Mass Transfer. 1994; 37:59-63.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit9"><label>9</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Kayansayan, N. Natural convection heat transfer coefficient for a horizontal cylinder with vertically attached circular fins / N. Kayansayan, R. Karabacak // Heat Recovery Systems &amp; CHP. 1992. – V. 12. N. 6. pp. 457-468.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Kayansayan N, Karabacak R. Natural convection heat transfer coefficient for a horizontal cylinder with vertically attached circular fins. Heat Recovery Systems &amp; CHP. 1992; 12(6):457-468.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit10"><label>10</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Senapati, J.R., Dash K., Roy S. Numerical investigation of natural convection heat transfer over annular finned horizontal cylinder. Int. J. of Heat and Mass Transfer. 2016. Vol. 96. – pp. 330-345.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Senapati JR, Dash SK, Roy S. Numerical investigation of natural convection heat transfer over annular finned horizontal cylinder. Int. J. of Heat and Mass Transfer. 2016; 96:330-345. doi:10.1016/j.ijheatmasstransfer.2016.01.024.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit11"><label>11</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Senapati, J.R., Dash K., Roy S. Numerical investigation of natural convection heat transfer from vertical cylinder with annular fins // Int. J. of Thermal Sciences. 2017. V. 111. pp. 146-159.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Senapati JR, Dash SK, Roy S. Numerical investigation of natural convection heat transfer from vertical cylinder with annular fins. Int. J. of Thermal Sciences. 2017;111:146-159. doi:10.1016/j.ijthermalsci.2016.08.019.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit12"><label>12</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Chen H.-T., Chou H.-Y., H.-Ch., et. Al. Numerical study on natural convection heat transfer over annular finned tube heat exchanger in chimney with experimental data // Int. J. of Heat and Mass Transfer. 2018. V. 127. pp. 483-496.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Chen H.-T, Chou H.-Y, Tseng H.-Ch, et al. Numerical study on natural convection heat transfer over annular finned tube heat exchanger in chimney with experimental data. Int. J. of Heat and Mass Transfer. 2018; 127:483-496. doi:10.1016/j.ijheatmasstransfer.2018.08.055.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit13"><label>13</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Данильчик Е. С., Сухоцкий А.Б. Экспериментальные исследования влияния угла наклона оребренной трубы на свободно-конвективную теплоотдачу теплообменников воздушного охлаждения // Энергоэффективность. 2020. № 7. С. 16-20.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Danilchik ES, Sukhotsky AB. Experimental studies of the influence of the angle of inclination of a finned tube on the free convective heat transfer of air-cooled heat exchangers. Energy efficiency. 2020;7:16-20.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit14"><label>14</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Данильчик Е. С. Экспериментальные исследования теплоотдачи одиночной биметаллической ребристой трубы с различной высотой оребрения к воздуху в режиме свободной конвекции // Тепло- и массоперенос – 2019. Минск: Институт тепло- и массообмена имени А. В. Лыкова НАН Беларуси. 2020. С. 42-52.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Danilchik ES. Experimental studies of heat transfer of a single bimetallic finned pipe with different fin heights to air in the free convection mode. Heat and mass transfer – 2019. 2020. pp. 42-52.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit15"><label>15</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Сидорик Г. С. Экспериментальный стенд для исследования тепловых и аэродинамических процессов смешанно-конвективного теплообмена круглоребристых труб и пучков // Труды БГТУ. Серия 1. Лесн. хоз-во, природопольз. и перераб. возоб. рес. 2018. № 1. С. 85-93.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Sidorik GS. Experimental stand for studying thermal and aerodynamic processes of mixedconvective heat exchange of round-ribbed pipes and bundles. Proceedings of BSTU. Series 1. Lesn. household, nature management. and pererab. resume. 2018;1:85-93.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit16"><label>16</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Сухоцкий А.Б., Данильчик Е.С. Исследование свободно-конвективного теплообмена оребренной трубы и однородного пучка при различных углах наклона труб к горизонтальной плоскости // Тр. БГТУ. Сер. 1. Лесное хозяйство, природопользование и переработка возобновляемых ресурсов. 2019. № 2. С. 272–279.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Sukhotsky AB, Danilchik ES. Investigation of free-convective heat exchange of a finned pipe and a homogeneous beam at different angles of inclination of tubes to the horizontal plane. Proceedings of BSTU. Ser. 1. Forestry, nature management and processing of renewable resources. 2019;2:272-279.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit17"><label>17</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Unger S., Krepper E., Hampel U. Numerical analysis of heat exchanger designs for passive spent fuel pool cooling to ambient air // Nuclear Engineering and Design. 2018. V. 333. pp. 224-234.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Unger S, Krepper E, Hampel U. Numerical analysis of heat exchanger designs for passive spent fuel pool cooling to ambient air. Nuclear Engineering and Design. 2018; 333:224-234. doi:10.1016/j.nucengdes.2018.04.011.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit18"><label>18</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Experimental study of the natural convection heat transfer performance for finned oval tubes at different tube tilt angels / S. Unger. M. Beyer, J. Thiele [et. al.] // Experimental Thermal and Fluid Science. 2019. V. 105. pp. 100-108.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Unger. S, Beyer M, Thiele J, et. al. Experimental study of the natural convection heat transfer performance for finned oval tubes at different tube tilt angels. Experimental Thermal and Fluid Science. 2019; 105:100-108. doi:10.1016/j.expthermflusci.2019.03.016.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit19"><label>19</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Данильчик, Е. С. Интенсификация свободно-конвективной теплоотдачи круглоребристой трубы и однорядного пучка из этих труб с различной высотой оребрения / Е. С. Данильчик // Международная молодежная научная конференция «XXIV Туполевские чтения (школа молодых ученых)» : материалы конференции. Сборник докладов, Казань, 7–8 ноября 2019 г.: в 6 т. / КНИТУКАИ. Казань: изд-во ИП Сагиева А. Р., 2019. Т. 2. С. 205-211.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Danilchik ES. Intensification of free-convective heat transfer of a round-ribbed pipe and a singlerow beam from these pipes with different fin heights. International youth scientific conference "XXIV Tupolev readings (school of young scientists)": conference materials. Collection of reports, Kazan, November 7–8, 2019: in 6 vols. KNITU-KAI. Kazan: publishing house of IP Sagieva A. R., 2019. V. 2. pp. 205-211.</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>
