Математичне моделювання нестаціонарних теплових режимів біореактора безперервної і періодичної дії
DOI:
https://doi.org/10.31548/energiya2019.03.025Анотація
Анотація. Розглянуто питання підвищення ефективності переробки відходів тваринництва та рослинництва з метою отримання біогазового палива та органічних добрив, що зменшує залежність сільськогосподарських виробництв від енергопостачальних компаній та підвищує екологічний стан навколишнього середовища. Надано аналіз якості процесу виробки біогазу в залежності від стану метанових бактерій, які дуже чутливі до змін температури субстрату.
Для керування тепловими процесами необхідно використовувати системи автоматизації, але для синтезу систем керування необхідно визначити динамічні характеристики об’єкта автоматизації. Для розробки математичної моделі запропоновано використати узагальнену конструктивно-технологічну схему біореактора. Об’єкт моделювання складається з таких елементів які можна представити тепло-аккумулюючими ємностями: корпус, теплообмінна труба, субстрат, теплоносій (в об’ємі теплообмінної труби); теплоємність завантажувального і вивантажувального пристроїв не враховуємо.
Розроблена удосконалена математична модель нестаціонарних температурних процесів біореактора із системо підігрівання субстрату, яка складається з чотирьох диференціальних рівнянь у частинних похідних і враховує розподіл температури потоків субстрату і теплоносія в напрямку руху. Для ідентифікації параметрів моделі і спрощеного аналітичного дослідження подано спрощені моделі динаміки і отримані аналітичні залежності перехідних процесів в біореакторі.
Ключові слова: біореактор математичні моделі, теплоносій, тепловий баланс, теплообмінник
Посилання
Dubrovin, V.O., Korchemnyy, M.O., Maslo, I.P. etc. (2004). Biopalyva (tekhnolohiya, mashyny i obladnannya) [Biofuels (technology, machinery and equipment)] Kyiv: TSTI "Power Engineering and Electrification", 256.
Ratushnyak, H.S., Dzhedzhula, V.V., Anokhina, K.V. (2010). Enerhozberihayuchi vidnovlyuval'ni dzherela teplopostachannya [Energy-efficient renewable sources of heat supply]. Vinnitsa: VNTU, 170.
Tkachenko, S.Y., Stepanov, D.V. (2004). Teploobminni ta hidrodynamichni protsesy v elementakh enerhozabezpechennya biohazovoyi ustanovky : monohrafiya [Heat exchange and hydrodynamic processes in the elements of energy supply of biogas plant: monograph].Vinnitsa: Universum-Vinnytsya, 132.
Semenenko, I.V., Zinchenko, M.G. (2012). Oborudovaniye i protsessy metanovogo sbrazhivaniya organicheskikh otkhodov : monografiya [Equipment and processes for methane digestion of organic waste: monograph]. Kharkov: Pіdruchnik NTU KHPІ, 271.
Zhelykh, V.M., Furdas, Yu.V. (2015). Biohazovi tekhnolohiyi: teoriya i praktyka : monohrafiya [Biogas technologies: theory and practice: monograph]. Lviv: View of Lviv Polytechnic, 164.
Ratushnyak, H.S., Dzhedzhula, V.V. (2006) Enerhozberezhennya v systemakh biokonversiyi. Navchal'nyy posibnyk [Energy saving in bioconversion systems. Tutorial]. Vinnitsa: VNTU, 83.
Kotov, B. I., Lendyel, T. I., Chyrchenko, D. V. (2011). Modelyuvannya dynamichnykh kharakterystyk biotekhnolohichnykh ustanovok yak ob"yektiv avtomatychnoho keruvannya temperaturnymy rezhymamy [Modeling of dynamic characteristics of biotechnological installations as objects of automatic control of temperature regimes]. Scientific herald of the National University of Life and Environmental Sciences of Ukraine, 166(3), 163-169.
Ostapenko, Yu. A. (1999). Identyfikatsiya ta modelyuvannya tekhnolohichnykh ob"yektiv keruvannya : pidruchnyk [Identification and modeling of technological objects of control: a textbook]. Kyiv: Zadruha, 1999. 424.
Завантаження
Опубліковано
Номер
Розділ
Ліцензія
Стосунки між правовласниками і користувачами регулюються на умовах ліцензії Creative Commons Із Зазначенням Авторства – Некомерційна – Поширення На Тих Самих Умовах 4.0 Міжнародна (CC BY-NC-SA 4.0):https://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0/deed.uk
Автори, які публікуються у цьому журналі, погоджуються з наступними умовами:
- 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.
- 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.
- 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).
