<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<article article-type="research-article" dtd-version="1.3" xml:lang="ru" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance" xsi:noNamespaceSchemaLocation="https://metafora.rcsi.science/xsd_files/journal3.xsd">
  <front>
    <journal-meta>
      <journal-id journal-id-type="publisher-id">moitvivt</journal-id>
      <journal-title-group>
        <journal-title xml:lang="ru">Моделирование, оптимизация и информационные технологии</journal-title>
        <trans-title-group xml:lang="en">
          <trans-title>Modeling, Optimization and Information Technology</trans-title>
        </trans-title-group>
      </journal-title-group>
      <issn pub-type="epub">2310-6018</issn>
      <publisher>
        <publisher-name>Издательство</publisher-name>
      </publisher>
    </journal-meta>
    <article-meta>
      <article-id pub-id-type="doi">10.26102/2310-6018/2023.43.4.018</article-id>
      <article-id pub-id-type="custom" custom-type="elpub">1404</article-id>
      <title-group>
        <article-title xml:lang="ru">Имитационное моделирование конвекционных процессов в теплообменных аппаратах</article-title>
        <trans-title-group xml:lang="en">
          <trans-title>Simulation modeling of convection processes in heat exchangers</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>Чивилев</surname>
              <given-names>Ярослав Викторович</given-names>
            </name>
            <name name-style="western" xml:lang="en">
              <surname>Chivilev</surname>
              <given-names>Yaroslav Viktorovich</given-names>
            </name>
          </name-alternatives>
          <email>yaroslavchivilev@yandex.ru</email>
          <xref ref-type="aff">aff-1</xref>
        </contrib>
        <contrib contrib-type="author" corresp="yes">
          <name-alternatives>
            <name name-style="eastern" xml:lang="ru">
              <surname>Яуров</surname>
              <given-names>Сергей Васильевич</given-names>
            </name>
            <name name-style="western" xml:lang="en">
              <surname>Yaurov</surname>
              <given-names>Sergey Vasilyevich</given-names>
            </name>
          </name-alternatives>
          <email>yaurovsv@nvnpp1.rosenergoatom.ru</email>
          <xref ref-type="aff">aff-2</xref>
        </contrib>
        <contrib contrib-type="author" corresp="yes">
          <name-alternatives>
            <name name-style="eastern" xml:lang="ru">
              <surname>Скородумов</surname>
              <given-names>Даниил Геннадьевич</given-names>
            </name>
            <name name-style="western" xml:lang="en">
              <surname>Skorodumov</surname>
              <given-names>Daniil Gennadievich</given-names>
            </name>
          </name-alternatives>
          <email>skorodumovdg@gmail.com</email>
          <xref ref-type="aff">aff-3</xref>
        </contrib>
        <contrib contrib-type="author" corresp="yes">
          <name-alternatives>
            <name name-style="eastern" xml:lang="ru">
              <surname>Тучков</surname>
              <given-names>Максим Юрьевич</given-names>
            </name>
            <name name-style="western" xml:lang="en">
              <surname>Tuchkov</surname>
              <given-names>Maksim Yurievich</given-names>
            </name>
          </name-alternatives>
          <email>TuchkovMU@nvnpp1.rosenergoatom.ru</email>
          <xref ref-type="aff">aff-4</xref>
        </contrib>
        <contrib contrib-type="author" corresp="yes">
          <contrib-id contrib-id-type="orcid">0000-0002-1534-5285</contrib-id>
          <name-alternatives>
            <name name-style="eastern" xml:lang="ru">
              <surname>Данилов</surname>
              <given-names>Александр Дмитриевич</given-names>
            </name>
            <name name-style="western" xml:lang="en">
              <surname>Danilov</surname>
              <given-names>Aleksandr Dmitrievich</given-names>
            </name>
          </name-alternatives>
          <email>danilov-ad@yandex.ru</email>
          <xref ref-type="aff">aff-5</xref>
        </contrib>
        <contrib contrib-type="author" corresp="yes">
          <contrib-id contrib-id-type="orcid">0000-0002-0517-5737</contrib-id>
          <name-alternatives>
            <name name-style="eastern" xml:lang="ru">
              <surname>Гусев</surname>
              <given-names>Константин Юрьевич</given-names>
            </name>
            <name name-style="western" xml:lang="en">
              <surname>Gusev</surname>
              <given-names>Konstantin Yurievich</given-names>
            </name>
          </name-alternatives>
          <email>gusev_konstantin@mail.ru</email>
          <xref ref-type="aff">aff-6</xref>
        </contrib>
        <contrib contrib-type="author" corresp="yes">
          <contrib-id contrib-id-type="orcid">0000-0003-1247-8231</contrib-id>
          <name-alternatives>
            <name name-style="eastern" xml:lang="ru">
              <surname>Равочкин</surname>
              <given-names>Никита Николаевич</given-names>
            </name>
            <name name-style="western" xml:lang="en">
              <surname>Ravochkin</surname>
              <given-names>Nikita Nikolaevich</given-names>
            </name>
          </name-alternatives>
          <email>nickravochkin@mail.ru</email>
          <xref ref-type="aff">aff-7</xref>
        </contrib>
      </contrib-group>
      <aff-alternatives id="aff-1">
        <aff xml:lang="ru">Нововоронежская атомная станция</aff>
        <aff xml:lang="en">Novovoronezh Nuclear Power Plant</aff>
      </aff-alternatives>
      <aff-alternatives id="aff-2">
        <aff xml:lang="ru">Нововоронежская атомная станция</aff>
        <aff xml:lang="en">Novovoronezh Nuclear Power Plant</aff>
      </aff-alternatives>
      <aff-alternatives id="aff-3">
        <aff xml:lang="ru">Нововоронежская атомная станция</aff>
        <aff xml:lang="en">Novovoronezh Nuclear Power Plant</aff>
      </aff-alternatives>
      <aff-alternatives id="aff-4">
        <aff xml:lang="ru">Нововоронежская атомная станция</aff>
        <aff xml:lang="en">Novovoronezh Nuclear Power Plant</aff>
      </aff-alternatives>
      <aff-alternatives id="aff-5">
        <aff xml:lang="ru">Воронежский государственный технический университет</aff>
        <aff xml:lang="en">Voronezh State Technical University</aff>
      </aff-alternatives>
      <aff-alternatives id="aff-6">
        <aff xml:lang="ru">Воронежский государственный технический университет</aff>
        <aff xml:lang="en">Voronezh State Technical University</aff>
      </aff-alternatives>
      <aff-alternatives id="aff-7">
        <aff xml:lang="ru">Кузбасский государственный технический университет имени Т.Ф. Горбачева</aff>
        <aff xml:lang="en">Kuzbass State Technical University named after T.F. Gorbachev</aff>
      </aff-alternatives>
      <pub-date pub-type="epub">
        <day>01</day>
        <month>01</month>
        <year>2026</year>
      </pub-date>
      <volume>1</volume>
      <issue>1</issue>
      <elocation-id>10.26102/2310-6018/2023.43.4.018</elocation-id>
      <permissions>
        <copyright-statement>Copyright © Авторы, 2026</copyright-statement>
        <copyright-year>2026</copyright-year>
        <license license-type="creative-commons-attribution" xlink:href="https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/">
          <license-p>This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License</license-p>
        </license>
      </permissions>
      <self-uri xlink:href="https://moitvivt.ru/ru/journal/article?id=1404"/>
      <abstract xml:lang="ru">
        <p>В статье описывается методика расчета влияния конвекции на теплообмен в теплообменниках (ТО) со спирально-навитыми трубками, а также представлена модель, реализующая данный объект без учета потерь теплоты в атмосферу. Излагается информация о расчетном коде, его теплогидравлических блоках, а также представляются необходимые уравнения для идентификации влияния свободной и вынужденной конвекции на теплообмен в среде динамического моделирования SimInTech. Перед началом исследования была проведена верификация расчетной модели, где относительная погрешность составила 1,3 %, что является допустимым для данной модели. После успешной верификации были выполнены расчеты для ТО в проектных пределах и за его границами, по результатам которых можно сделать вывод о том, что скорость среды, при которой свободная конвекция не оказывает влияния на эффективность теплообменника, где 324 трубки составляет 1,08 м/с, для ТО с 93 трубками – 1,25 м/c. В последующем была разработана рекомендация для использования кожухотрубных теплообменных аппаратов со спирально-навитыми трубками. Согласно этой рекомендации, чтобы гарантировать эффективный теплообмен и минимизировать воздействие свободной и вынужденной конвекции, разработчикам следует стремиться к поддержанию средней скорости течения в трубках теплообменника не менее 1,0 м/с, если же поддержание данной скорости невозможно, то необходимо учитывать данное влияние и правильно располагать теплообменник, чтобы направление вынужденной и свободной конвекции совпадало.</p>
      </abstract>
      <trans-abstract xml:lang="en">
        <p>The article describes the method for calculating the influence of convection on heat exchange in heat exchangers (HE) with spirally wound tubes and also presents a model that implements this object ignoring heat losses to the atmosphere. Information about the calculation code, its thermal-hydraulic blocks is given, and the necessary equations are proposed to identify the influence of free and forced convection on heat transfer in SimInTech dynamic modeling environment. Prior to the study, the calculation model was verified, where the relative error was 1.3 %, which is acceptable for this model. After successful verification, calculations were performed for the heat exchanger within the design limits and beyond its boundaries. Following on from the findings, it can be concluded that the speed of the medium at which free convection does not affect the efficiency of the heat exchanger, where 324 tubes is 1.08 m/s; for TO with 93 tubes is 1.25 m/s. Subsequently, a recommendation was developed for the use of shell-and-tube heat exchangers with spiral wound tubes: in order to guarantee effective heat transfer and minimize the impact of free and forced convection, designers should strive to maintain an average flow velocity in the heat exchanger tubes of at least 1.0 m/s; if it is impossible to maintain the speed, then it is necessary to take into account the influence and correctly position the heat exchanger so that the directions of forced and free convection coincide.</p>
      </trans-abstract>
      <kwd-group xml:lang="ru">
        <kwd>конвекция</kwd>
        <kwd>уравнение</kwd>
        <kwd>расчетное моделирование</kwd>
        <kwd>гидравлический канал</kwd>
        <kwd>объем</kwd>
        <kwd>температура</kwd>
        <kwd>расход</kwd>
        <kwd>средняя скорость</kwd>
        <kwd>теплообмен</kwd>
      </kwd-group>
      <kwd-group xml:lang="en">
        <kwd>convection</kwd>
        <kwd>equation</kwd>
        <kwd>computational modeling</kwd>
        <kwd>hydraulic channel</kwd>
        <kwd>volume</kwd>
        <kwd>temperature</kwd>
        <kwd>flow rate</kwd>
        <kwd>average velocity</kwd>
        <kwd>heat transfer</kwd>
      </kwd-group>
      <funding-group>
        <funding-statement xml:lang="ru">Исследование выполнено без спонсорской поддержки.</funding-statement>
        <funding-statement xml:lang="en">The study was performed without external funding.</funding-statement>
      </funding-group>
    </article-meta>
  </front>
  <back>
    <ref-list>
      <title>References</title>
      <ref id="cit1">
        <label>1</label>
        <mixed-citation xml:lang="ru">Гортышов Ю.Ф. Теплогидравлическая эффективность перспективных способов интенсификации теплоотдачи в каналах теплообменного оборудования. Казань: Изд-во КГТУ; 2009. 530 c.</mixed-citation>
      </ref>
      <ref id="cit2">
        <label>2</label>
        <mixed-citation xml:lang="ru">Хабаров С.П. Шилкина М.Л. Основы моделирования технических систем. Среда SimInTech. Учебное пособие. 1-е изд. СПб.: Лань; 2022. 120 с.</mixed-citation>
      </ref>
      <ref id="cit3">
        <label>3</label>
        <mixed-citation xml:lang="ru">Щекатуров А.М. Корсаков А.Р. Методика моделирования динамики паротурбинной установки. Среда SimInTech. Учебное пособие. 1-е изд. М.: ДКМ Пресс; 2022. 242 с.</mixed-citation>
      </ref>
      <ref id="cit4">
        <label>4</label>
        <mixed-citation xml:lang="ru">Ляшенко А.И., Маслова Н.В., Вент Д.П. Основы моделирования в SimInTech. Методическое пособие. Новомосковск: Российский химико-технологический университет им. Д.И. Менделеева, Новомосковский институт; 2018. 42 с.</mixed-citation>
      </ref>
      <ref id="cit5">
        <label>5</label>
        <mixed-citation xml:lang="ru">Яуров С.В., Галиев К.Ф., Боровой А.В., Вольнов А.С. Опыт ввода в эксплуатацию системы продувки парогенераторов проекта АЭС-2006 (РУ В-392М). Известия ВУЗов. Ядерная энергетика. 2017;3:151–161.</mixed-citation>
      </ref>
      <ref id="cit6">
        <label>6</label>
        <mixed-citation xml:lang="ru">Яуров С.В., Боровой А.В., Данилов А.Д. Математическое моделирование гидравлических процессов в коллекторной схеме объединения трубопроводов системы продувки парогенераторов энергоблока № 1 Нововоронежской АЭС-2. Известия ВУЗов. Ядерная энергетика. 2021;3:134–145.</mixed-citation>
      </ref>
      <ref id="cit7">
        <label>7</label>
        <mixed-citation xml:lang="ru">Трунов Н.Б., Логвинов С.А., Драгунов Ю.Г. Гидродинамические и теплохимические процессы в парогенераторах АЭС с ВВЭР. 1-е изд. М.: Энергоатомиздат; 2001. 316 с.</mixed-citation>
      </ref>
      <ref id="cit8">
        <label>8</label>
        <mixed-citation xml:lang="ru">Лукасевич Б.И., Трунов Н.Б., Драгунов Ю.Г., Давиденко С.Е. Парогенераторы реакторных установок ВВЭР для атомных электростанций. 1-е изд. М.: Академкнига; 2004. 391 с.</mixed-citation>
      </ref>
      <ref id="cit9">
        <label>9</label>
        <mixed-citation xml:lang="ru">Жуков А.В., Сорокин А.П., Свириденко Е.Я., Худаско В.В. Экспериментальное и расчетное моделирование теплогидравлики теплообменных аппаратов ЯЭУ. 1-е изд. Обнинск: ИАТЭ; 2002. 80 с.</mixed-citation>
      </ref>
      <ref id="cit10">
        <label>10</label>
        <mixed-citation xml:lang="ru">Щелик С.В., Шестаков Н.Б., Богомолов И.Н. Выбор и оптимизация режима продувки парогенераторов Калининской АЭС. Сб. тр. ФГУП ОКБ «Гидропресс». 1-е изд. Подольск; 2006. 45 с.</mixed-citation>
      </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>