Замещение теплотехнических и геометрических параметров малогабаритной биогазовой установки.
DOI:
https://doi.org/10.31489/2025N3/84-90Ключевые слова:
биогазовая установка, тепловые параметры, теплоизоляция реактора, процесс брожения, биомасса, анаэробные условия, энергоэффективностьАннотация
Данная статья посвящена вопросам обоснования теплотехнических и геометрических параметров малогабаритных биогазовых установок. Растущий спрос на устойчивые и возобновляемые энергетические ресурсы повышает значимость биогазовых технологий, особенно на маломасштабном уровне для сельских и аграрных приложений. Однако эффективность и стабильность биогазового производства во многом зависят от теплотехнических условий работы реактора и оптимизации его геометрических параметров. Цель данного исследования заключается в анализе влияния замещения теплотехнических и геометрических параметров на работу малогабаритной биогазовой установки. Объектом исследования является лабораторный биогазовый реактор с регулируемыми конструктивными характеристиками. Методологической основой работы являются математическое моделирование, вычислительный анализ и экспериментальная проверка процессов теплообмена и материального баланса внутри реактора. По результатам исследования показано, что были проанализированы методы определения оптимальных геометрических размеров (диаметра и длины) конструкции биореактора и снижения тепловых потерь. С помощью методов математического моделирования рассчитаны оптимальные размеры реактора при различных толщинах теплоизоляции и дозировках биомассы. Оптимальный диаметр для биореактора объёмом 30 м³ составляет 2800 мм, а длина — 4900 мм, при этом доля биомассы в объёме реактора выражается через угол центрального сектора.
Библиографические ссылки
Yаn M., Su H., Hаntоkо D., Kаnchаnаtip E., Shаhul Hаmid F.B., Zhаng S., Wаng G., Xu Z. (2019) Experimentаl study оn the energy cоnversiоn оf fооd wаste viа supercriticаl wаter gаsificаtiоn: Imprоvement оf hydrоgen prоductiоn Intern. Jоurnаl оf Hydrоgen Energy, 44 (10), 4664-4673. https://doi.org/10.1016/j.ijhydene.2018.12.193 DOI: https://doi.org/10.1016/j.ijhydene.2018.12.193
Tagne R.F.T., Dong X., Anagho S.G. Kaiser S., Ulgiati S. (2021) Technologies, challenges and perspectives of biogas production within an agricultural context. The case of China and Africa. Environ Dev Sustain, 23, 14799–14826. https://doi.org/10.1007/s10668-021-01272-9 DOI: https://doi.org/10.1007/s10668-021-01272-9
Cоnti F., Wiedemаnnn L., Sаidi А., Sоnnleitner M., Gоldbrunner M. (2018) Mixing оf а mоdel substrаte in а scаle-dоwn lаbоrаtоry digester аnd prоcessing with а cоmputаtiоnаl fluid dynаmics mоdel. Eurоpeаn Biоmаss Cоnference аnd Exhibitiоn Prоceedings, 26th EUBCE, 811-814. https://doi.org/10.5071/26thEUBCE2018-2CV.5.34
Vesvikаr M., Vаrmа R., Kаrim K., Аl-Dаhhаn M. H. (2005) Flоw pаttern visuаlizаtiоn in а mimic аnаerоbic digester: Experimentаl аnd cоmputаtiоnаl studies. Wаter Science аnd Technоlоgy, 52, 537-543. https://doi.org/10.2166/wst.2005.0564 DOI: https://doi.org/10.2166/wst.2005.0564
Majitov J.A., Kamilov O.S., Yuliyev O.O. Solar biogas plant. Utility model patent No. FAP 2440. 19.03.2024. Available at: https://im.adliya.uz/document/check/e00d4d85-4e28-4988-917b-eb8f60e58fb7
Schmidt T., McCabe B.K., Harris P.W., Lee S. (2018) Effect of trace element addition and increasing organic loading rates on the anaerobic digestion of cattle slaughterhouse wastewater: Bioresource Technology, 264, 51-57. https://doi.org/10.1016/j.biortech.2018.05.050 DOI: https://doi.org/10.1016/j.biortech.2018.05.050
Rojas C., Fang S., Uhlenhut F., Borchert A., Stein I., Schlaak M. (2010) Stirring and biomass starter influences the anaerobic digestion of different substrates for biogas production. Eng. Life Sci. 10, 339-347. https://doi.org/10.1002/elsc.200900107 DOI: https://doi.org/10.1002/elsc.200900107
Fosca Conti, Leonhard Wiedemann, Matthias Sonnleitner, Abdessamad Saidi, Markus Goldbrunner (2019) Monitoring the mixing of an artificial model substrate in a scale-down laboratory digester. Renewable Energy, 132, 351-362. https://doi.org/10.1016/j.renene.2018.08.013 DOI: https://doi.org/10.1016/j.renene.2018.08.013
Sharipov M., Hayitov D., Rizoqulov M., Islomov U., Raupova I. (2019) Domain structure and magnetic properties of terbium ferrite-garnet in the vicinity of the magnetic compensation point. Eurasian Physical Technical Journal, 16(2), 21-25. https://doi.org/10.31489/2019No2/21-25 DOI: https://doi.org/10.31489/2019No2/21-25
Pivac G. (2015) Literature review of a LNG carrier machinery system, in Towards Green Marine Technology and Transport, CRC Press, 605–612. https://doi.org/10.1201/b18855-79 DOI: https://doi.org/10.1201/b18855-79
Pan W., Hongtao W., Yinquan Q., Lianhai R., Bin J. (2018) Microbial characteristics in anaerobic digestion process of food waste for methane production–A review. Bioresource Technology, 248, 29–36. DOI: https://doi.org/10.1016/j.biortech.2017.06.152
Mаjitоv J.А. (2025) Kichik quvvаtli biоgаz qurilmаsining issiqlik-texnik pаrаmetrlаrini аsоslаsh. dis.PhD, Qаrshi. 51-63. Available at: https://library.ziyonet.uz/ru/book/135481
