alternativeАльтернативная энергетика и экология (ISJAEE)Alternative Energy and Ecology (ISJAEE)1608-8298Международный издательский дом научной периодики "Спейс10.15518/isjaee.2025.04.145-155alternative-2643Research ArticleXI. ИННОВАЦИОННЫЕ РЕШЕНИЯ, ТЕХНОЛОГИИ, УСТРОЙСТВА И ИХ ВНЕДРЕНИЕ. 26. Инновационные решения в области энергетики и альтернативной энергетикиXI. INNOVATION SOLUTIONS, TECHNOLOGIES, FACILITIES AND THEIR INNOVATION. 26. Information solutions in the field of energy and alternative energyМатематическое моделирование тепломассообмена в среде «дымовые газы – вода»Mathematical modeling of heat and mass transfer in the «flue gases – water» environmentСтояновН. И.StoyanovN. I.

Стоянов Николай Иванович - доктор технических наук, доцент, профессор департамента строительной инженерии и прототипирования Института перспективной инженерии.

355028, Ставрополь, ул. Кулакова, 2, корпус 17

Nikolay I. Stoyanov - Doctor of Technical Sciences, Associate Professor, Professor of the Department of Construction Engineering and Prototyping of the Institute of Advanced Engineering.

355028, Stavropol, Kulakova str., 2, building 17

cnjzyjd1949@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0003-3070-4132СлюсаревГ. В.SlyusarevG. V.

Слюсарев Геннадий Васильевич - доктор технических наук, профессор, ведущий научный сотрудник департамента науки Института перспективной инженерии.

355028, Ставрополь, ул. Кулакова, 2, корпус 17

Scopus Author ID 57205303570

Gennady V. Slyusarev - Doctor of Technical Sciences, professor, Leading Researcher, Department of Science, Institute of Advanced Engineering.

355028, Stavropol, Kulakova str., 2, building 17

Scopus Author ID 57205303570

КрикуновА. А.KrikunovA. A.

Крикунов Антон Алексеевич - аспирант 1-го курса очной формы обучения Института перспективной инженерии департамента строительной инженерии и прототипирования.

355028, Ставрополь, ул. Кулакова, 2, корпус 17

Anton A. Krikunov - Post-graduate student of the 1st year of full-time study of the Institute of Advanced Engineering of the Department of Civil Engineering and Prototyping.

355028, Stavropol, Kulakova str., 2, building 17

СорочинскийА. Н.SorochinskyA. N.

Сорочинский Андрей Николаевич - аспирант 1-го курса очной формы обучения Института перспективной инженерии департамента строительной инженерии и прототипирования.

355028, Ставрополь, ул. Кулакова, 2, корпус 17

Andrey N. Sorochinsky - Post-graduate student of the 1st year of full-time study of the Institute of Advanced Engineering of the Department of Civil Engineering and Prototyping.

355028, Stavropol, Kulakova str., 2, building 17

ФГАОУ ВО «Северо-Кавказский федеральный университет»РоссияNorth Caucasus Federal University Institute of Advanced EngineeringRussian Federation20250807202504145155Copyright © Международный издательский дом научной периодики "Спейс, 20252025Международный издательский дом научной периодики "СпейсМеждународный издательский дом научной периодики "Спейсhttps://www.isjaee.com/jour/about/submissions#copyrightNoticehttps://www.isjaee.com/jour/article/view/2643

Актуальность исследования обусловлена низкой эффективностью использования теплоты сгорания топлива в современных промышленных, энергетических и отопительных установках.

В связи с этим, данная статья направлена на раскрытие возможностей использования скрытой теплоты образования водяных паров, содержащихся в дымовых газах.

Основным подходом к исследованию данной проблемы является применение контактного нагрева теплоносителя.

Приведены материалы по математическому моделированию процессов тепломассообмена в среде «дымовые газы – вода».

The relevance of the study is due to the low efficiency of using the heat of combustion of fuel in modern industrial, energy and heating installations In this regard, this article is aimed at revealing the possibilities of using the latent heat of the formation of water vapor contained in flue gases. The main approach to the study of this problem is the use of continuous heating of the coolant. The materials on mathematical modeling of heat and mass exchange processes in «a flue gas – water» environment are presented.

контактный теплообменводонагревательматематическое моделирование процессов тепломассообменаcontact heat exchangewater heatermathematical modeling of heat and mass transfer processesReferencesЭнергетическая стратегия России на период до 2020 года. Утверждена распоряжением Правительства Российской Федерации от 28 августа 2003 г. № 1234-р.Russia’s energy strategy for the period up to 2020. Approved by Decree of the Government of the Russian Federation No. 1234-r dated August 28, 2003.Жимерин Д. Г. Научно-технические проблемы современной энергетики. – М.: Теплоэнергетика, 1976. – № 7, с. 2-8.Zhimerin D. G. Scientific and technical problems of modern energy. Moscow: Teploenergetika Publ., 1976, No. 7, pp. 2-8.Аронов И. З. Контактный нагрев воды продуктами сгорания природного газа. – Л.: Недра, 1978.Aronov I. Z. Contact heating of water by natural gas combustion products. – L.: Nedra, 1978.Соснин Ю. П. Газовые контактные водонагреватели. – М.: Издательство литературы по строительству, 1967.Sosnin Yu. P. Gas contact water heaters. Moscow: Publishing House of literature on construction, 1967.Роддатис К. Ф. Котельные установки. – М.: Энергия, 1997.Roddatis K. F. Boiler installations. Moscow: Energiya, 1997.Нестеренко А. В. Основы термодинамических расчетов вентиляции и кондиционирования воздуха. – М.: Высшая школа, 1971.Nesterenko A.V. Fundamentals of thermodynamic calculations of ventilation and air conditioning. Moscow: Vysshaya Shkola, 1971.Аронов Ч. З. Использование тепла уходящих газов газифицированных котельных. – М.: Энергия, 1967.Aronov Ch. Z. The use of exhaust gas heat in gasified boiler rooms. Moscow: Energiya, 1967.Соснин Ю. П., Бухаркин Е. Н. Высокоэффективные газовые контактные водонагреватели. – 4-е Изд., испр. и доп. – М.: Стройиздат, 1998.Sosnin Yu. P., Bukharkin E. N. Highly efficient gas contact water heaters. – 4th Ed., ispr. and add. – M.: Stroyizdat, 1998.Копылов Н. П., Чибисов А. Л., Душкин А. Л., Кудрявцев Е. А. Изучение закономерностей тушения тонкораспыленной водой модельных очагов пожара // Пожарная безопасность. – 2008. – № 4. – С. 45-58.Kopylov N. P., Chibisov A. L., Dushkin A. L., Kudryavtsev E. A. Studying the patterns of extinguishing model fires with finely dispersed water. – 2008. – No. 4. – Pp. 45-58.Волков Р. С., Кузнецов Г. В., Стрижак П. А. Численная оценка оптимальных размеров капель воды в условиях ее распыления средствами пожаротушения в помещениях // Пожаровзрывобезопасность. – 2012. – № 5. – С. 74-78.Volkov R. S., Kuznetsov G. V., Strizhak P. A. Numerical estimation of optimal water droplet sizes under conditions of its spraying by fire extinguishing agents in rooms // Fire and explosion safety. – 2012. – No. 5. – Pp. 74-78.Патент № 2619429 15.05.2017. Способ контактного теплообмена и устройство для его осуществления. Стоянов Н. И., Слюсарев Г. В., Герасименко С. А.Patent No. 2619429 05/15/2017. A method of contact heat exchange and a device for its implementation. Stoyanov N. I., Slyusarev G. V., Gerasimenko S. A.Патент № 2662757 30.07.18. Теплогенерирующая установка. Стоянов Н. И., Слюсарев Г. В., Герасименко С. А.Patent No. 2662757 07/30/18. Heat generating unit. Stoyanov N. I., Slyusarev G. V., Gerasimenko S. A.Стоянов Н. И., Слюсарев Г. В., Хащенко А. А., Гринченко В. А. Эффективность использования теплогенераторов контактного теплообмена. (En) To cite this article: N. Stoyanov et al. 2020 IOP Conf. Ser.: Earth Environ. Sci. 488 012043.Stoyanov N. I., Slyusarev G. V., Khashchenko A. A., Grinchenko V. A. Efficiency of using contact heat exchange heat generators. (En) To cite this article: N. Stoyanov et al. 2020 IOP Conf. Ser.: Earth Environ. Sci. 488 012043.Стоянов Н. И., Слюсарев Г. В., Смирнов С. С., Смирнова А. В., Лачков Н. К. Новые тенденции в развитии теплогенераторов с контактным нагревом теплоносителя (научная монография). Ставрополь: ФГАОУ ВО «Северо-Кавказский федеральный университет», 2020. – 106 с.Stoyanov N. I., Slyusarev G. V., Smirnov S. S., Smirnova A.V., Lachkov N. K. New trends in the development of heat generators with contact heating of the coolant (scientific monograph). Stavropol: North Caucasus Federal University, 2020, 106 p.Стоянов Н. И., Хащенко А. А., Смирнова А. В. и др. Новые тенденции в развитии теплогенераторов с контактным нагревом теплоносителя // Физический журнал: Серия конференций 2388 (2022) 012016 APITECH-IV – 2022.Stoyanov N. I., Khashchenko A. A., Smirnova A.V. and others. New trends in the development of heat generators with contact heating of the coolant // Physical Journal: Conference series 2388 (2022) 012016 APITECH-IV – 2022.Ковальчук А. П. Снижение затрат на производство тепловой энергии при стабилизационной обработке питательной воды паровых котлов комплексонатами, № 2. – 2000.Kovalchuk A. P. Reducing the cost of heat production during stabilization treatment of feedwater of steam boilers with complexonates, No. 2. – 2000.Ануфриев И.С. Экспериментальное исследование процессов при сжигании жидких углеводородов в горелочных устройствах с подачей перегретого водяного пара. Автореферат дис. Новосибирск, 2019. – 37 с.Anufriev I. S. Experimental study of processes during combustion of liquid hydrocarbons in burner devices with the supply of superheated water vapor. Abstract of dis. Novosibirsk, 2019. – 37 p.Экология энергетики: Учебное пособие / Под общей редакцией В.Я. Путилова. М.: Издательство МЭИ, 2003.–716 с.Ecology of Energy: Textbook / Generally edited by V. Ya. Putilov. Moscow: MEI Publishing House, 2003.–716 p.Об охране окружающей среды: федеральный закон Российской Федерации от 10.01.2002 № 7-ФЗ.On Environmental Protection: Federal Law of the Russian Federation of 10.01.2002 N 7-FZ.Аронов И.З., Пресич Г.А., Солодовникова Е.Н. Об установке контактных водяных экономайзеров за котлами районных отопительных котельных и ТЭЦ, работающих на природном газе. – М.: Санитарная техника, 1968, вып. 7, с. 3-9.Aronov I.Z., Presich G.A., Solodovnikova E.N. On the installation of contact water economizers behind boilers of district heating boiler houses and thermal power plants operating on natural gas. - M.: Sanitary engineering, 1968, issue. 7, pp. 3-9.Аронов И. З., Семенюк Л. Г., Критман Д. М. Теплотехнические показатели работы газовых контактных водонагревателей. – М.: Газовая промышленность, 1973, № 11, с. 38-42.Aronov I. Z., Semenyuk L. G., Kritman D.M. Thermal engineering performance of gas contact water heaters. – M.: Gas industry, 1973, No. 11, pp. 38-42.Пресич Г. А. Определение конечной температуры воды в контактных водонагревателях. – М.: Санитарная техника, 1971, вып. 11, с. 61-66.Presich G. A. Determination of the final temperature of water in contact water heaters. – M.: Sanitary Engineering, 1971, issue 11, pp. 61-66.Пресич Г. А. Исследование контактных утилизационных водонагревателей для теплоснабжения. Автореферат дис. Киев, 1972. – 20 с.Presich G. A. Research of contact utilization water heaters for heat supply. Abstract of dissertation. Kyiv, 1972. – 20 p.Пресич Г. А. Условия обеспечения эффективной работы контактных водонагревателей. – М.: Санитарная техника, 1971, вып. 10, с. 62-71.Presich G. A. Conditions for ensuring efficient operation of contact water heaters. – M.: Sanitary Engineering, 1971, issue 10, pp. 62-71.Солодовникова Е. Н. О конечных параметрах парогазовой смеси при контакте ее с водой в слое из колец Рашига. – М.: Санитарная техника, 1971, вып. 10, с. 90-94.Solodovnikova E. N. On the final parameters of the steam-gas mixture upon its contact with water in a layer of Raschig rings. – M.: Sanitary Engineering, 1971, issue 10, pp. 90-94.Исаченко В. П. Теплопередача: Учебник для вузов [Текст] / В. П. Исаченко, В. А. Осипова, А. С. Сукомел. – М.: Энергоиздат, 1981. – 416 с.Isachenko V. P. Heat Transfer: Textbook for Universities [Text] / V. P. Isachenko, V. A. Osipova, A. S. Sukomel. – M.: Energoizdat, 1981. – 416 p.Таубман Е. И. Процессы и установки мгновенного вскипания [Текст] / Е. И. Таубман, Б. Л. Пастушенко. – М.: Энергоатомиздат, 1990. – 183 с.Taubman E. I. Processes and Installations of Instantaneous Boiling [Text] / E. I. Taubman, B. L. Pastushenko. – M.: Energoatomizdat, 1990. – 183 p.Казарян А. С. Комплексная очистка дымовых газов теплогенерирующих установок: Автореф. диссертации на соискание ученой степени канд. техн. наук [Текст] / А. С. Казарян. – Ростов-на-Дону, 2005. – 26 с.Kazaryan A. S. Complex cleaning of flue gases of heat-generating installations: Abstract of dissertation for the degree of candidate of technical sciences [Text] / A. S. Kazaryan. – Rostov-on-Don, 2005. – 26 p.Стоянов Н. И., Крикунов А. А., Сорочинский А. Н. Технические и экономические проблемы развития систем теплоснабжения в инфраструктуре современного градостроительства. Актуальные проблемы строительства: сборник материалов I научно-практической конференции «Современное строительство СКФО и ЮФО: наука и практика» (21-22 ноября 2024 года). – Ставрополь: Бюро новостей, 2024. – 224 с.Stoyanov N. I., Krikunov A. A., Sorochinsky A. N. Technical and economic problems of development of heat supply systems in the infrastructure of modern urban development. Actual problems of construction: collection of materials of the 1st scientific and practical conference «Modern construction of the North Caucasus and Southern Federal Districts: science and practice» (November 21-22, 2024). – Stavropol: News Bureau, 2024. – 224 p.Стоянов Н. И., Балкаров И. Д., Вакуленко Н. В., Шевченко Д. А. Каландаров О. Б., Энергоэффективность систем децентрализованного теплоснабжения. Актуальные проблемы строительства: сборник материалов I научно-практической конференции «Современное строительство СКФО и ЮФО: наука и практика» (21-22 ноября 2024 года). – Ставрополь: Бюро новостей, 2024. – 224 с.Stoyanov N. I., Balkarov I. D., Vakulenko N. V., Shevchenko D. A. Kalandarov O. B. Energy efficiency of decentralized heat supply systems. Actual problems of construction: collection of materials of the 1st scientific and practical conference «Modern construction of the North Caucasus and Southern Federal Districts: science and practice» (November 21-22, 2024). – Stavropol: News Bureau, 2024. – 224 p.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.