ANALYSIS OF ECONOMIC EFFICIENCY OF USING FLAT-OVAL TUBES WITH INCOMPLETE FINNING IN CONDITIONS OF NATURAL DRAFT

Authors

DOI:

https://doi.org/10.20535/1813-5420.1.2020.217568

Keywords:

energy efficiency, heat transfer, finned tube, natural draft, air cooler

Abstract

The efficiency of air coolers, working in free convection mode is considered. The expediency of installing an exhaust tower over the heat exchange surface of the air cooler and its transfer to the mode of natural draft has been established. The possibility of using flat-oval tubes with incomplete finning in the designs of air-cooled devices with natural draft is noted. Variant calculations of the aircooling device on the basis of the most widespread in the market of Ukraine finned tubes in which the quantity of air necessary for maintenance of thermal power is provided only by an exhaust tower are carried out. Comparisons of the results of calculations show that the best technical and economic indicators have a variant of the air cooler based on flat-oval tubes with incomplete finning. The amount of capital costs for the manufacture of air cooler based on flat-oval tubes with incomplete finning is 47% less than the heat exchanger based on bimetallic tubes with rolled spiral finning and 2 times cheaper than the option of aircooler based on tubes with welded spiral fins or oval pipes with oval finning.

References

1. Kuntysh, V. B. Fundamentals of calculation and design of air coolers (Handbook) / A.N. Bessonnyi, G.A. Dreycer, V.B. Kuntysh, and others; Under the general editorship of VB Kuntysh., А.N. Bessonnyi. Saint- Petersburg.: Nedra, 1996. 512 p. (Rus.)

2. Kuntysh, V. B. Engineering method of thermal calculation of an air cooler in the free convective heat transfer mode / V. B. Kuntysh, А. B. Suhockiy, А. V. Samorodov // Chemical and oil and gas engineering. 2013. No 12. P. 3-6. (Rus.)

3. Kamaletdinov I.М. Calculation of free convective heat transfer in air coolers (AC) taking into account the effect of wind on their operation // Izvestiya Vuzov. Neft I gaz. 2001. No5. P. 71-74. (Rus.)

4. Vasilyev U.N. Operation of air-water cooling systems in natural convection mode / U.N. Vasilyev, V.S. Zolotarevskiy, G.A. Margolin, N.P. Kriukov // Gazovaya Promyshlennost. 1972. No6. pp. 23-25. (Rus.)

5. Pis’mennyi, E. N, Terekh A.M., Rudenko A.I., Nishcik A. P., Vozniuk М.М. The method of energy saving in the air cooling apparatus / Utility model patent UA No110702. 25.10.2016. Bul. No20. (Ukr.)

6. Suhockiy A.B. Features of the gravitational flow of heated air in the exhaust shaft over a multi-row finned bundle / A.B. Suhockiy, G.S. Marshalova // Inzhenerno-Fizicheskii Zhurnal. 2019. Vol.92 No3. pp. 619-625 (Rus.)

7. Milman О.О., Experimental study of heat transfer during natural air circulation in a model of an air condenser with an exhaust shaft / О.О. Milman, B.А. Alyoshyn // Heat power engineering. 2005. No 5. pp. 16-19. (Rus.)

8. K. Tanimizu. Natural draft dry cooling tower modelling / K. Tanimizu, K. Hooman // International Journal of Heat and Mass Transfer 2013. Vol. 49 pp. 155-161.

9. Pis’mennyi E. N. Study and application of heat-transfer surfaces assembled from partially finned flat-oval tubes. Applied Thermal Engineering. 2016. Vol. 106. pp. 1075 – 1087.

10. Pis’mennyi, E. N. New efficient heat transfer surfaces for solving problems of energy and resource saving // Promyshlennaya teplotekhnika. 2007. No5. pp. 7-16. (Rus.)

11. Pis’mennyi, E. N. Optimization of finning of new heat-exchange surface / E. N. Pis’mennyi, P.I. Bagriy, A. M. Terekh, A. V. Semenyako // Journal of Engineering Physics. 2013. Vol.86 No5. – pp. 1002-1007.

12.Bagriy P.I. Comparison of thermal efficiency of staggered bundles of cross-finned tubes of various profiles / P.I. Bagriy, А.М. Terekh, V.А. Rogachev // Eastern European Journal of Advanced Technologies. – 2007. – No6/5 (30). – pp. 51-56. (Rus.)

13.Voznyuk, M. M. Heat transfer of flat-oval tubes with incomplete fining under conditions of free convection and natural draft / M. M. Voznyuk, A. M. Tereh, A. I. Rudenko, S. A. Reva, A. V. Baranyuk // Scientific journal "ScienceRise". 2016. No2 / 2 (19). pp. 10-15. (Ukr.)

14. Voznyuk, M. M. Heat exchange of packages of flat-oval finned tubes in the conditions of free convection and natural draft / M. M. Voznyuk, A. М. Terekh, V.А. Rogachev, A. V. Baraniuk // Scientific magazine "Energy: Economics, Technology, Ecology". 2016. No2/(44). – pp. 46-53. (Ukr.)

15. Voznyuk, M. M. Heat transfer of staggered bundles of flat-oval finned tubes at small Reynolds numbers / M. M. Voznyuk, V.А. Rogachev, A. М. Terekh, A. V. Baraniuk // Scientific journal "ScienceRise". 2015. No5/2(10). pp. 36-40. (Ukr.)

16.Voznyuk, M. M. Aerodynamic drag of staggered bundles of flat-oval finned tubes at small Reynolds numbers / M. M. Voznyuk, І. С. Башкір, A. М. Terekh, V.А. Rogachev, О. І. Rudenko // Scientific journal "ScienceRise". 2015. No6/2(11). pp. 90-94. (Ukr.)

17. Pis’mennyi, E. N Calculation of convective transversly-finned heating surfaces. Collection of calculations. Кyiv: Alterpres. 2003. 184 p. (Rus.)

18. Calculation and recommendations for the design of transversely-finned convective heating surfaces of stationary boilers. – Moscow.: Minenergomash. 1988. 30p. (Rus.)

19.Kuntysh V. B. Thermal and aerodynamic calculations for air-cooled finned heat exchangers / V. B. Kuntysh, N. M. Kuznetsov. – Saint-Petersburg. : Energoatomizdat. Saint-Petersburg dep., 1992. 280 p (Rus.)

20.Udin V. F. Heat transfer of oval finned tube bundles / V. F. Udin, Е. D. Fedorovich // Heat and mass transfer. – MMF-92. – Convective heat and mass transfer. Vol. 1, p. 1. Minsk : ANK ITMO ANB. 1992. pp. 58–61. (Rus.)

Downloads

Published

2020-11-26

Issue

No. 1 (2020): 59

Section

ENERGY EFFICIENCY AND ENERGY SAVINGS

License

Автори, які публікуються у цьому журналі, погоджуються з наступними умовами:

  1. Автори залишають за собою право на авторство своєї роботи та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons Attribution License, котра дозволяє іншим особам вільно розповсюджувати опубліковану роботу з обов'язковим посиланням на авторів оригінальної роботи та першу публікацію роботи у цьому журналі.
  1. Автори мають право укладати самостійні додаткові угоди щодо неексклюзивного розповсюдження роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом (наприклад, розміщувати роботу в електронному сховищі установи або публікувати у складі монографії), за умови збереження посилання на першу публікацію роботи у цьому журналі.
  1. Політика журналу дозволяє і заохочує розміщення авторами в мережі Інтернет (наприклад, у сховищах установ або на особистих веб-сайтах) рукопису роботи, як до подання цього рукопису до редакції, так і під час його редакційного опрацювання, оскільки це сприяє виникненню продуктивної наукової дискусії та позитивно позначається на оперативності та динаміці цитування опублікованої роботи (див. The Effect of Open Access).