<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<!DOCTYPE article PUBLIC "-//NLM//DTD JATS (Z39.96) Journal Archiving and Interchange DTD with OASIS Tables with MathML3 v1.4 20220324//EN" "JATS-archive-oasis-tables-mathml3.dtd">
<article xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" xml:lang="en" dtd-version="1.4" article-type="research-article">
  <front>
    <journal-meta>
      <journal-id journal-id-type="eissn">2588-0101</journal-id>
      <journal-title-group>
        <journal-title xml:lang="ru">Вестник Евразийской науки</journal-title>
        <journal-title xml:lang="en">The Eurasian Scientific Journal</journal-title>
      </journal-title-group>
      <publisher>
        <publisher-name>ООО «Издательство «Мир науки»</publisher-name>
      </publisher>
    </journal-meta>
    <article-meta>
      <article-id pub-id-type="uri">https://esj.today/24SAVN123.html</article-id>
      <title-group>
        <article-title xml:lang="ru">Применение пористых металлов
в конструкциях теплообменных аппаратов</article-title>
        <trans-title-group xml:lang="en">
          <trans-title>Application of porous metals in the designs of heat exchangers</trans-title>
        </trans-title-group>
      </title-group>
      <contrib-group>
        <contrib contrib-type="author">
          <name name-style="eastern">
            <surname>Рыдалина</surname>
            <given-names>Наталья Владимировна</given-names>
          </name>
          <name-alternatives>
            <name xml:lang="ru" name-style="eastern">
              <surname>Рыдалина</surname>
              <given-names>Наталья Владимировна</given-names>
            </name>
            <name xml:lang="en" name-style="western">
              <surname>Rydalina</surname>
              <given-names>Natalia Vladimirovna</given-names>
            </name>
          </name-alternatives>
          <email>rydalinanv@tyuiu.ru</email>
          <contrib-id contrib-id-type="orcid">https://orcid.org/0000-0002-5628-188X</contrib-id>
          <xref ref-type="aff" rid="aff1"/>
        </contrib>
        <contrib contrib-type="author">
          <name name-style="eastern">
            <surname>Степанов</surname>
            <given-names>Олег Андреевич</given-names>
          </name>
          <name-alternatives>
            <name xml:lang="ru" name-style="eastern">
              <surname>Степанов</surname>
              <given-names>Олег Андреевич</given-names>
            </name>
            <name xml:lang="en" name-style="western">
              <surname>Stepanov</surname>
              <given-names>Oleg Andreevich</given-names>
            </name>
          </name-alternatives>
          <email>stepanovoa@tyuiu.ru</email>
          <contrib-id contrib-id-type="orcid">https://orcid.org/0000-0003-3406-4371</contrib-id>
          <xref ref-type="aff" rid="aff1"/>
        </contrib>
        <contrib contrib-type="author">
          <name name-style="eastern">
            <surname>Антонова</surname>
            <given-names>Елена Олеговна</given-names>
          </name>
          <name-alternatives>
            <name xml:lang="ru" name-style="eastern">
              <surname>Антонова</surname>
              <given-names>Елена Олеговна</given-names>
            </name>
            <name xml:lang="en" name-style="western">
              <surname>Antonova</surname>
              <given-names>Elena Olegovna</given-names>
            </name>
          </name-alternatives>
          <email>antonovaeo@tyuiu.ru</email>
          <xref ref-type="aff" rid="aff1"/>
        </contrib>
        <aff-alternatives id="aff1">
          <aff>
            <institution xml:lang="ru">ФГБОУ ВО «Тюменский индустриальный университет» (Тюмень, Россия)</institution>
          </aff>
          <aff>
            <institution xml:lang="en">Tyumen Industrial University (Tyumen, Russia)</institution>
          </aff>
        </aff-alternatives>
      </contrib-group>
      <pub-date pub-type="epub" iso-8601-date="2023-03-27">
        <day>27</day>
        <month>03</month>
        <year>2023</year>
      </pub-date>
      <pub-date date-type="collection">
        <year>2023</year>
      </pub-date>
      <volume>15</volume>
      <issue>1</issue>
      <elocation-id>24SAVN123</elocation-id>
      <history>
        <date date-type="received" iso-8601-date="2023-02-01">
          <day>01</day>
          <month>02</month>
          <year>2023</year>
        </date>
        <date date-type="accepted" iso-8601-date="2023-03-20">
          <day>20</day>
          <month>03</month>
          <year>2023</year>
        </date>
      </history>
      <permissions>
        <copyright-year>2023</copyright-year>
        <copyright-holder xml:lang="ru">Рыдалина Наталья Владимировна, Степанов Олег Андреевич, Антонова Елена Олеговна</copyright-holder>
        <copyright-holder xml:lang="en">Rydalina Natalia Vladimirovna, Stepanov Oleg Andreevich, Antonova Elena Olegovna</copyright-holder>
        <license xlink:href="https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/">
          <license-p>CC BY 4.0</license-p>
        </license>
      </permissions>
      <self-uri xlink:type="simple" xlink:href="https://esj.today/24SAVN123.html">https://esj.today/24SAVN123.html</self-uri>
      <abstract xml:lang="ru">
        <p>Поддержание параметров воздуха в помещении является залогом обеспечения комфортных условий для жизни и труда людей. Основной задачей при организации систем вентиляции и кондиционирования производственных, а также жилых зданий является использование эффективных, компактных теплообменных аппаратов. Для поддержания комфортного климата в производственных помещениях используются системы централизованного кондиционирования воздуха. В частности, применяются парокомпрессионные установки. Для повышения эффективности работы испарителей в составе парокомпрессионных установок авторы предлагают использовать вставки из пористых металлов, полученных при спекании стружек алюминия. Для исследования работы таких испарителей создан экспериментальный стенд. Стенд состоит из двух контуров теплоносителей, а также испарителей, внутри которых имеются пористые вставки и один испаритель без вставок. Кроме того, стенд оборудован
контрольно-измерительным комплексом, позволяющим фиксировать основные рабочие параметры каждого из теплоносителей. Целью исследования является оценка интенсивности теплообмена в испарителях при использовании в конструкции вставок из пористого алюминия. Проведено экспериментальное исследование на лабораторном оборудовании. В теоретическом исследовании были использованы методы дифференциального исчисления, теории тепломассообмена, а также элементов численного исчисления. Модель теплообмена в пористой среде была уточнена и получено дифференциальное уравнение теплообмена для рассматриваемого типа испарителей. Математическая модель в виде дифференциального уравнения второго порядка описывает теплообмен в рассматриваемых испарителях с пористыми вставками. Получено частное решение корректно составленной краевой задачи. По полученной модели теплообмена были произведены теоретические расчеты теплового потока, а также температуры теплоносителей на выходе из испарителя. Результаты теоретических расчетов температур теплоносителей на выходе из испарителей были сопоставлены с данными, полученными при лабораторных испытаниях. Полученные результаты проанализированы. Полученные результаты свидетельствуют о целесообразности использования вставок из пористого алюминия в испарителях рассматриваемого типа. Составленную теоретическую модель можно использовать для организации теплового расчета испарителей рассматриваемого типа. Что может позволить создавать более компактные и эффективные испарители, которые можно будет использовать в системах теплогазоснабжения и кондиционирования воздуха производственных и жилых зданий.</p>
      </abstract>
      <trans-abstract xml:lang="en">
        <p>Maintaining indoor air parameters is the key to ensuring comfortable living and working conditions for people. The main task in the organization of ventilation and air conditioning systems of industrial and residential buildings is the use of efficient, compact heat exchangers. Centralized air conditioning systems are used to maintain a comfortable climate in industrial premises. In particular, steam compression units are used. To increase the efficiency of evaporators as part of steam compression plants, the authors suggest using inserts made of porous metals obtained by sintering aluminum chips. An experimental stand has been created to study the operation of such evaporators. The stand consists of two coolant circuits, as well as evaporators, inside of which there are porous inserts and one evaporator without inserts. In addition, the stand is equipped with a control and measuring complex that allows you to record the main operating parameters of each of the heat carriers. The aim of the study is to evaluate the intensity of heat transfer in evaporators when using inserts made of porous aluminum in the design. An experimental study was carried out on laboratory equipment. In the theoretical study, methods of differential calculus, the theory of heat and mass transfer, as well as elements of numerical calculus were used. The model of heat transfer in a porous medium has been refined and a differential equation of heat transfer for the type of evaporators under consideration has been obtained. A mathematical model in the form of a second-order differential equation describes heat transfer in the vaporizers under consideration with porous inserts. A partial solution of a correctly formulated boundary value problem is obtained. According to the obtained heat exchange model, theoretical calculations of the heat flow, as well as the temperature of the heat carriers at the outlet of the evaporator, were made. The results of theoretical calculations of coolant temperatures at the outlet of the evaporators were compared with the data obtained during laboratory tests. The obtained results are analyzed. The results obtained indicate the expediency of using inserts made of porous aluminum in evaporators of this type. The compiled theoretical model can be used to organize the thermal calculation of evaporators of the type in question. This may allow creating more compact and efficient evaporators that can be used in heat and gas supply and air conditioning systems of industrial and residential buildings.</p>
      </trans-abstract>
      <kwd-group xml:lang="ru">
        <title>Ключевые слова</title>
        <kwd>испарители</kwd>
        <kwd>пористый алюминий</kwd>
        <kwd>лабораторное оборудование</kwd>
        <kwd>фреон</kwd>
        <kwd>дифференциальное уравнение</kwd>
        <kwd>эффективность охлаждения</kwd>
        <kwd>математическая модель</kwd>
      </kwd-group>
      <kwd-group xml:lang="en">
        <title>Keywords</title>
        <kwd>evaporators</kwd>
        <kwd>porous aluminum</kwd>
        <kwd>laboratory equipment</kwd>
        <kwd>freon</kwd>
        <kwd>differential equation</kwd>
        <kwd>cooling efficiency</kwd>
        <kwd>mathematical model</kwd>
      </kwd-group>
    </article-meta>
  </front>
  <back>
    <ref-list>
      <ref id="ref1">
        <label>1</label>
        <mixed-citation xml:lang="ru">Калинин Э.К. Интенсификация теплообмена в каналах / Э.К. Калинин, Г.А. Дрейцер, С.А. Ярхо. — Москва: Машиностроение, 1990. — 208 с.</mixed-citation>
      </ref>
      <ref id="ref2">
        <label>2</label>
        <mixed-citation xml:lang="ru">Мигай В.К. Повышение эффективности современных теплообменников / В.К. Мигай. — Ленинград: Энергия, 1980. — 143 с.</mixed-citation>
      </ref>
      <ref id="ref3">
        <label>3</label>
        <mixed-citation xml:lang="ru">Леонтьев А.И., Олимпиев В.В. Потенциал энергосбережения различных способов закрутки потока и дискретно шероховатых каналов / А.И. Леонтьев, В.В. Олимпиев // Известия РАН. Энергетика. — 2010. — № 1. — С. 13–49.</mixed-citation>
      </ref>
      <ref id="ref4">
        <label>4</label>
        <mixed-citation xml:lang="ru">Фарахов Т.М. Mоделирование температурных профилей и эффективности теплообменных аппаратов с интенсификаторами / Т.М. Фарахов, А.Г. Лаптев // Известия высших учебных заведений. Проблемы энергетики. — 2020. — Т. 22. — № 2. — С. 12–18.</mixed-citation>
      </ref>
      <ref id="ref5">
        <label>5</label>
        <mixed-citation xml:lang="ru">Бобылев В.Н. Тепловой расчет подогревателя с учетом структуры потоков теплоносителя / В.Н. Бобыдев // Химическая промышленность сегодня. — 2009. — № 7. — C. 45–50.</mixed-citation>
      </ref>
      <ref id="ref6">
        <label>6</label>
        <mixed-citation xml:lang="ru">Афанасьева И.В. Перспективные методы оребрения аппаратов / И.В. Афанасьева // Современные наукоемкие технологии. — 2019. — № 7. — С. 114–121.</mixed-citation>
      </ref>
      <ref id="ref7">
        <label>7</label>
        <mixed-citation xml:lang="ru">Лобанов И.Е. Теория интенсифицированного теплообмена и эффективности его применения для перспективных компактных теплообменных аппаратов, применяемых в современном металлургическом производстве / И.Е. Лобанов, Л.М. Штейн // Альманах современной науки и образования. — 2010. — № 3(34). — С. 24–42.</mixed-citation>
      </ref>
      <ref id="ref8">
        <label>8</label>
        <mixed-citation xml:lang="ru">Robone A. A macroscopic particle modelling approach for non-isothermal solid-gas and solid-liquid flows through porous media. / А. Robone, A. Kuruneru, M. Islam, S. Saha // Applied Thermal Engineering. — 2019. — Vol. 162. DOI: 10.1016/j.applthermaleng.2019.114232.</mixed-citation>
      </ref>
      <ref id="ref9">
        <label>9</label>
        <mixed-citation xml:lang="ru">Soto C. Characterization and thermomechanical assessment of a SiC-sandwich material for Flow Channel Inserts in DCLL blankets. / С. Soto, C. García-Rosales, J. Echeberria, E. Platacis, A. Shisko, F. Muktepavela, M. Malo // Fusion Engineering and Design. — 2019. — Vol. 146. — Рр. 1983–1987. DOI: 10.1016/j.fusengdes.2019.03.082.</mixed-citation>
      </ref>
      <ref id="ref10">
        <label>10</label>
        <mixed-citation xml:lang="ru">Soto C. Numerical study on latent thermal energy storage systems with aluminum foam in local thermal equilibrium. / C. Soto, С. García-Rosales, J. Echeberria, E. Platacis, A. Shisko, F. Muktepavela, M. Malo, T. Hernández // Applied Thermal Engineering. — 2019. — Vol. 159. DOI: 10.1016/j.applthermaleng.2019.113980.</mixed-citation>
      </ref>
      <ref id="ref11">
        <label>11</label>
        <mixed-citation xml:lang="ru">Sarkar, M., Velusamy, K., Munshi, P., Singh, O. Analysis of flow and heat transfer through a partially blocked fuel subassembly of fast breeder reactor / M. Sarkar, K. Velusamy, P. Munshi, O. Singh // Progress in Nuclear Energy. — 2020. — Vol. 118. DOI: 10.1134/S0040601519040049.</mixed-citation>
      </ref>
      <ref id="ref12">
        <label>12</label>
        <mixed-citation xml:lang="ru">Lu X. Effect of flow regime on convective heat transfer in porous copper manufactured by lost carbonate sintering / X. Lu, Y. Zhao // International Journal of Heat and Fluid Flow. — 2019. — Vol. 80. DOI: 10.1016/j.ijheatfluidflow.2019.108482.</mixed-citation>
      </ref>
      <ref id="ref13">
        <label>13</label>
        <mixed-citation xml:lang="ru">Kouidri A. Experimental hydrodynamic study of flow through metallic foams: Flow regime transitions and surface roughness influence / A. Kouidri, B. Madani // Mechanics of Materials. — 2016. — Vol. 99. — Pp. 79–87. DOI: 10.1016/j.mechmat.2016.05.007.</mixed-citation>
      </ref>
      <ref id="ref14">
        <label>14</label>
        <mixed-citation xml:lang="ru">Hamadouche A. Experimental investigation of convective heat transfer in an open-cell aluminum foams. / A. Hamadouche, R. Nebbali, H. Benahmed, A. Kouidri, A. Bousri // Experimental Thermal and Fluid Science. — 2016. — Vol. 71. — Pp. 86–94. DOI: 10.1016/j.expthermflusci.2015.10.009.</mixed-citation>
      </ref>
      <ref id="ref15">
        <label>15</label>
        <mixed-citation xml:lang="ru">Buonomo B. Numerical investigation on a Heat Exchanger in Aluminum Foam. / B. Buonomo, A. Pasqua, D. Ercole, O. Manca // Energy Procedia. — 2018. — Vol. 148. — Pp. 782–789. DOI: 10.1016/j.egypro.2018.08.132.</mixed-citation>
      </ref>
      <ref id="ref16">
        <label>16</label>
        <mixed-citation xml:lang="ru">Аксенов Б.Г. Экспериментальное исследование и математическая модель теплообменного аппарата со вставками из пористого металла / Б.Г. Аксенов, О.А. Степанов, Н.В. Рыдалина // Вестник Тюменского государственного университета. Физико-математическое моделирование. Нефть, газ, энергетика. — 2020. — Том 6. — № 2(22). — С. 22–40. DOI: 10.21684/2411-7978-2020-6-2-22-40.</mixed-citation>
      </ref>
      <ref id="ref17">
        <label>17</label>
        <mixed-citation xml:lang="ru">Qu J. Performance characteristics of flat-plate oscillating heat pipe with porous metal-foam wicks. / J. Qu, Q. Sun, H. Wang, D. Zhang, J. Yuan // International Journal of Heat and Mass Transfer. — 2019. — Vol. 137. — Рр. 20–30. DOI: 10.1016/j.ijheatmasstransfer.2019.03.107.</mixed-citation>
      </ref>
      <ref id="ref18">
        <label>18</label>
        <mixed-citation xml:lang="ru">Davletbaev V. Experimental investigation of the heat exchange intensity. / V. Davletbaev, N. Rydalina, E. Antonova. // MATEC Web of Conferences. — 2018. — Vol. 245. DOI: 10.1051/matecconf/201824507002.</mixed-citation>
      </ref>
      <ref id="ref19">
        <label>19</label>
        <mixed-citation xml:lang="ru">Aksenov B. Porous Materials in Heat Exchangers Used in Heating. / B. Aksenov, N. Rydalina, E. Antonova // IOP Conf. Series: Earth and Environmental Science. — 2020. — Vol. 459. DOI: 10.1088/1755-1315/459/6/062079.</mixed-citation>
      </ref>
      <ref id="ref20">
        <label>20</label>
        <mixed-citation xml:lang="ru">Рыдалина, Н.В. Анализ эффективности применения теплообменных аппаратов с пористыми вставками в системах теплогазоснабжения / Н.В. Рыдалина, О.А. Степанов // Вестник евразийской науки. — 2021. — Т. 13. — № 6. — URL: https://esj.today/PDF/51SAVN621.pdf.</mixed-citation>
      </ref>
      <ref id="ref21">
        <label>21</label>
        <mixed-citation xml:lang="ru">Stepanov, О., Aksenov, В., Rydalina, N, Antonova, E. Heat-exchange units with porous inserts. / O. Stepanov, B. Aksenov, N. Rydalina, E. Antonova // E3S Web of Conferences. — 2019. — Vol. 140. DOI: 10.1051/e3sconf/201914005006.</mixed-citation>
      </ref>
    </ref-list>
  </back>
</article>
