Развитие как тепловой, так и ядерной энергетики в XXI веке привело к значительному увеличению потребности электростанций, работающих по термодинамическому циклу Ренкина, в водных ресурсах для отвода низкопотенциальной теплоты в окружающую среду. Основу современных технологий охлаждения конденсаторов паровых турбин составляют испарительные системы (градирни, брызгальные бассейны, пруды-охладители). Испаряющаяся в этих системах в значительных объемах вода требует постоянного восполнения из имеющихся на территории водных источников, а пары воды в зоне размещения электростанций создают повышенную влажность атмосферного воздуха и дополнительные условия для парникового эффекта. Разработка технологий охлаждения с малым потреблением водных ресурсов является важной задачей современной энергетики. Проведены экспериментальные исследования теплообмена цилиндрических элементов с шахматной компоновкой в прямоугольном канале с мелкодисперсным водным аэрозольным потоком. Получены значения коэффициентов теплоотдачи в зависимости от числа Рейнольдса, степени увлажнения потока для каждого ряда цилиндров. Предложена физическая модель обтекания поверхностей цилиндрических элементов потоком, содержащим аэрозольные частицы воды. Модель позволяет оценить осаждение этих частиц на нагретой поверхности. Произведена оценка относительной массы капельной влаги, оседающей на поверхности цилиндров, в зависимости от плотности орошения для первого, второго и третьего рядов. Получено критериальное уравнение, обобщающее экспериментальные данные в виде зависимости числа Нуссельта от режимных параметров (чисел Рейнольдса и Вебера) и положения элементов в канале. Показано, что микрокапельное увлажнение воздушного потока позволяет повысить эффективность теплообменника в 1,5-3,5 раза. Наибольшее повышение эффективности происходит на двух первых рядах труб, что требует создания конструкции малорядного теплообменника или дополнительного микрокапельного промежуточного ввода воды перед последующими рядами по направлению движения воздушного потока.