CC BY
0
К^аюмов Т.
Андижон цишлоц хужалиги ва агротехнологиялор институты катта уцитувчиси т.ф.ф.д
БИОГАЗ ЦУРИЛМАСИНИНГ ДАСТЛАБКИ ИШЛОВ БЕРИШ ЖАРАЁНИНИ МАТЕМАТИК МОДЕЛЛАШТИРИШ
Аннотация. Кайта тикланадиган энергия цурилмасидаги дастлабки ишлов бериш жараёнининг математик моделини тузиш учун куплаб назарий тадцицотлар олиб борилди ва бунда, замонавий биологик газ олиш цурилмалари конструкцияларида учрайдиган асосий камчиликлар: органик чициндиларни дастлабки ишлов беришда майдаланганлик даражасига тулиц эътибор берилмаслиги, унинг намлиги ва дастлабки ишлов бериш жараёнидаги биомасса оцими тезлигини инобатга олинилмаслиги цайта тикланадиган энергия мицдорига салбий таъсир цилмоцда.
Калит сузлар: энергия, биогаз, бактериялар, органик чициндилар.
Kayumov T., Ph.D senior teacher
Andijan Institute of Agriculture and Agro-Technology
MATHEMATICAL MODELING OF THE INITIAL WORKING PROCESS OF THE BIOGAS PLANT
Abstract. Many theoretical studies have been carried out to create a mathematical model of the pretreatment process in a renewable energy device, and in this, the main shortcomings encountered in the constructions of modern biological gas extraction devices are: complete disregard for the degree of grinding in the pretreatment of organic waste, its moisture and the pretreatment process. Failure to take biomass flow rates into account has a negative impact on the amount of renewable energy.
Key words: energy, biogas, bacteria, organic waste.
Амалиётда ишлатилиб келинаётган органик чициндиларни анаэроб жараёнига дастлабки тайёрлаш цурилмаларидан [3,6,9] тубдан фарц цилганликлари учун биз тамонимиздан, метаногенездаги биомассанинг харакат тезлигини, намлигини, майдаланганлик даражасида энергетик курсаткични тасвирлаб берадиган математик модел яратилди. Яратилган математик модел одатий хрлларда ишлатиладиган цурилмалардан [2,3,5,6,9,10,16-22] кескин фарц цилганлиги учун таклиф этилаётган математик моделни юцорида келтирилган х,олат учун бахрлаш талаб этилади.
Муаммони куйилиши. Технологик жараёнларни жадаллаштириб, ишлов беришни оптимал даражага етказиш учун метан бактерияларининг ферментатив талаби даражасида биомассани тайёрлаш зарурияти келиб чикади. Талабни каноатлантирувчи технологиялардан бири, кайта тикланадиган энергия курилмаларида органик чикиндиларни метанга бижFитишдан олдин дастлабки ишлов бериш хдсобланади. Бу боскичдаги технологияни самарадор килиш учун дастлабки ишлов беришда энг оптимал усул булган механик ишлов беришнинг технологиясини ишлаб чикиш, ишчи жих,озларини лойихдлаш зарурияти пайдо булади.
Методика. Табий шароитдаги гунг таркибидаги органик чикиндилар майдаланганлик курсаткичи 2-5 мм ораликда ва намлиги 70-92% ораликда буладиган биомассани [3,5] дастлабки ишлов бериш жих,озида биомассани иситиш харорати 26-36 0С булганлигини инобатга олинди. Тажрибалар утказиш сонини Б.Доспеховнинг "Тажрибалар утказиш услуби"дан келиб чикган х,олда, хатоликларни камайтириш учун ками билан олти маротаба булиши назарда тутилди [7].
Математик моделни тузишда дастлабки маълумотлар сифатида юкорида келтирилган органик чикиндини физик-механик курсаткичларини кайта тикланадиган энергия курилмасидаги дастлабки ишлов бериш жараёнида биогаз микдорига боFликлигини келтириб чикарувчи, куп параметрли тажрибалар утказишга доир куйидагича регрессия тенгламаси тузилди:
и = а + ах + Ьу + С2 (1)
бу ерда
и - биогаз микдори [м3] х - майдаланганлик даражаси [мм], у - намлик микдори [%], г - харорат [0С],
ао - утказиладиган тажрибалар сони [мартта]
Юкоридаги биринчи хаддаги номаълумларни аниклашда "Энг кичик квадратлар усули"дан фойдаланамиз:
п
((а0, а,Ь, с)=^(ик-(а0 + ахк + Ьук + ^ ))2 (2)
к=1
"Энг кичик квадратлар усули"га асосан, иккинчи тенгламадаги а0 а, Ь, с параметрлар буйича хусусий хосилалар оламиз.
ды
п
2Х (ык - (а0 + аХк + ЬУк + с2к )) •(-1)
0 к=1
да, ды да
§ = 2Х (ык - (а0 + ахк + ЬУк + с2к)) •(-Ук) (3)
п
2Х(ык -(а0 + аХк + ЬУк + сгк))• (-хк)
к=1 п
ды
к=1 п
= 2Х (ык - (а0 + аХк + ЬУк + сгк )) •(-)
дс к=1
Куп узгарувчилик функцияларнинг экстремумини топиш масаласига асосан олинган хосилани нольга тенглаш хисобига учунчи тенгламалардаги
кийматлар куйидагича куриниш олади:
> = 0
= 0
да0 д( да
(4)
дЬ д(
дс
= 0
Юкоридаги туртинчи тенгликдан куйидаги тенгламалар тизимини
тузамиз:
бу ерда:
п - утказилган тажрибаларнинг п - сони; а - майдаланганлик даражасига боFлик коэффициент; Ь - намлик микдорига боFлик коэффициент; с - хароратга боFлик коэффициент;
<
Уткaзилaдигaн тaжрибaлaр сонигa нисбaтaн, пaрaметрлaрнинг узгариши бyйичa корелaцион боFлaниш нaтижaлaрини куйидaги 1 -жaдвaлдa келтирилди.
1-жaдвaл
Кайта тикланадиган энергия цурилмасидаги дастлабки ишлов бериш жараёнининг параметрлари орасидаги корелацион богланиш жадвали
№ U Биогаз x майдалик y намлик z харорат xЛ2 уЛ2 zЛ2 xy xz yz xU yU zU
l 409,000 2,000 70,000 26,000 4,000 4900,000 676,000 140,000 52,000 1820,000 818,000 28630,000 10634,000
2 451,800 2,600 74,400 28,000 6,760 5535,360 784,000 193,440 72,800 2083,200 1174,680 33613,920 12650,400
З 494,600 3,200 78,800 30,000 10,240 6209,440 900,000 252,160 96,000 2364,000 1582,720 38974,480 14838,000
4 537,400 3,800 83,200 32,000 14,440 6922,240 1024,000 316,160 121,600 2662,400 2042,120 44711,680 17196,800
5 580,200 4,400 87,600 34,000 19,360 7673,760 1156,000 385,440 149,600 2978,400 2552,880 50825,520 19726,800
б 623,000 5,000 92,000 36,000 25,000 8464,000 1296,000 460,000 180,000 3312,000 3115,000 57316,000 22428,000
309б,000 2l,000 48б,000 18б,000 79,800 З9704,800 583б,000 l747,200 б72,000 15220,000 11285,400 254071,б 97474,000
Эслатма: Жaдвaлдaги устунгар куйидaги пaрaметрлaр Ba Узaро боFлaнишлaрни aкс эттирди: n - тaртибли yткaзилгaн тaжрибa, бирдaн олтигaчa ортиб борувчи сонгар; U - xaр бир тaжрибaдa 42,8 л/кг. xaжмгa ортиб борувчи биогaз микдори; х - xaр бир тaжрибaдa 0.6 мм yлчaмдa йириклaшиб борувчи органик моддa yлчaмини кyрсaтувчи сонлaр (мaйдaлaнгaнлик дaрaжaси); y - xaр бир тaжрибaдa 4.4 %ra ортиб борувчи шмлик микдорини кyрсaтувчи сонлaр; z - xaр бир тaжрибaдa +2 0C.ra ортиб борувчи xaрорaт узгаришини кyрсaтувчи сонлaр.
Kорелaцион боFлaниш бyйичa олингaн мaълумотлaрни (5) формулaгa куйиб x,исоблaнгaндa:
6a0 + 21a + 486Ь + 186c = 309б 21a0 + 79,8a + 1747,2b + 672c = 11285,4 486a +1747,2a + 39704,8b +15220c = 254071,6 186a + 672a +15220b + 5836c = 97474
(б)
Демaк (6) тенглaмaлaр тизимидaн aëH 6Улдики, турт ноъмэлумли нормэл тенглaмaлaр тизими х,осил булди. Бу тенглaмaлaр тизимини ечишдa, "Жордaн-Гaус" усулидaн фойдaлaнилди [8*]. Нaтижaдa номaълум коэффициентлaр нольдaн кaттa, бирдaн кичик микдордaги сонлaргa тенглaшди. Бирок x,исоблaш ишлaри "Экзел" дaстуридaги aлгоритмгa солиниб x,исоблaнгaндa, тенглaмaлaр тизимини ечими идеэл дaрaжaдaги aникликни кyрсaтди вa мингдaн бир улушгa яxлитлaб олингaндa тенглaмaлaр тизимининг ечими a0=0.000, a=36.036, b=4.813, c=0.000 киймaтлaргa тенг э^нли^ мaълум булди вa нaтижaлaрни (6) тенглaмaлр тизимигa куйиб, нaтижaлaрни текшириб кyрaмиз.
<
6 • 0,000 + 21 • 36,036 + 486 • 4,813 +186 • 0,000 = 3096
21 • 0,000 + 79,8 • 36,036 +1747,2 • 4,813 + 672 • 0,000 = 11285,4
486 • 0,000 +1747,2 • 36,036 + 39704,8 • 4,813 +15220 • 0,000 = 254071,6
186 • 0,000 + 672 • 36,036 +15220 • 4,813 + 5836 • 0,000 = 97474
Демак уртадаги фарк тенламалар тизимини ечишдаги хатоликни курсатмокда:
Г3096 = 3096 11285,4 = 11285,4 254071,6 = 254071,6 97474 = 97474
Натижаларни (1) чи тенгламага куйиб, органик чикиндини кайта тикланадиган энергия курилмасидаги дастлабки ишлов бериш жараёнининг математик моделни хосил килинди.
и = а0 + а^ х + Ь^ У + с^ г
+ с
= 0,000 + 36,036 • 21 + 4,813 • 486 + 0,000 • 186 = 3096
Математик моделнинг адекватлигини текшириш. (ХУЛОСА)
Органик чикиндини кайта тикланадиган энергия курилмасидаги дастлабки ишлов бериш жараёнининг параметрларига асосланиб, тузилган математик моделни адекватлигини текшириш учун Фишер статистикасидан фойдаланамиз. Бунинг учун (1) чи тенгламага аникланган коэффициентларни куйиб (7) тенглама хосил килиб олинади. Утказилган олтита тажрибанинг хар бири учун текшириш формуласи иг хисоблаб чикилади ва натижалар 2 жадвалга киритилади.
и = 0,000 + 36,036х + 4,813 У + 0,000г (7)
Моделнинг адекватлигини текширишдаиг корелацион бозланиш жадвали
№ U x у z (U-Ut)2 (Ц- И)2
1 409,000 2,000 70,000 26,000 409,000 0,000 0,000 11449,000
2 451,800 2,600 74,400 28,000 451,800 0,000 0,000 4121,640
3 494,600 3,200 78,800 30,000 494,600 0,000 0,000 457,960
4 537,400 3,800 83,200 32,000 537,400 0,000 0,000 457,960
5 580,200 4,400 87,600 34,000 580,200 0,000 0,000 4121,640
6 623,000 5,000 92,000 36,000 623,000 0,000 0,000 11449,000
3096,000 21,000 486,000 186,000 3096,000 0,000 0,000 32057,200
Изоу: и - Биогаз ажралиб чикишининг уртача киймати яъни, олтита тажрибадаги усиш динамикасининг жамламмасини уртача киймати булиб, 516 литр/кг.га тенг булади.
- и 3096
и = — =-= 516.[ л / кг ]
п 6
Фишер тенгламаси (8)га, 2-жадвалдаги зарурий маълумотларни куйиб хисобланади:
(и - и ) А
F
(8)
(и - и, )2 к
Бу ерда: U - Биогаз микдори, [л/кг];
й - Биогаз микдорининг уртача киймати, [л/кг];
Ut - Хар бир тажриба натижасининг жамланмаси [мм3]
^ - Жараёнга таъсир этувчи параметрлар сони 3 [та]
^ - Тажрибаларнинг уртача келтириш киймати к2=п-к1-1=6-3-1=2 [та]
(3096-516)2 2>з (3096 - 3096)2 3 (9Ч°8)
Математик моделдан олинган натижаларнинг график тахлили:
^ 6.000
| 4.000
£ 2.000 (б
55 0.000 ч
(б
0.000
200.000 400.000 600.000 Биогаз микдори
800.000
100.000
к
и
^ м 50.000
а
X
0.000
0.000 200.000 400.000 600.000 Биогаз микдори
800.000
40.000
а
о 20.000 р
а
х
0.000
0.000 200.000 400.000 600.000 Биогаз микдори
800.000
Фойдаланилган адабиётлар:
1. Имомов Ш., Султонов М., Усмонов К., Хакимов Б., Худойбердиев А., Эргашев З., Мамадалиева 3., К,аюмов Т. Биогаз курилмасининг вактинчалик технологик регламенти//Узбекистон Республикаси К,ишлок ва сув хужалиги вазирлиги Узнефтгаз миллий холдинг компанияси «Узнефтмахсулот» акционерлик компанияси, Тошкент Ирригация ва мелиорация институти, Бухоро нефтни кайта ишлаш заводи. Узбекистон. 2017. - б. 1- 48.
2. T. Kayumov Mathematical substantiation of optimal parameters of primary processing of cattle manure // Electronic journal of actual problems of modern science, education and training. December, 2020 - VII. ISSN 2181-9750 / http://khorezmscience.uz
3. Доспехов Б.А. Методика полевого опыта (с основами статистической обработки результатов исследований) Б.А.Доспехов - М.: Книга по Требованию, 2012. - 352 с.
4. Каюмов Т., Влияние глубины биомассы на выделение биометана // "Инновационная наука" Международный научный журнал. Уфа. Россия №5/2021 гг. 47-50 Стр.
5. Imomov Sh., Kayumov Т., Boldyreva Т., Safarov H., Thermal balance of a biogas plant with a crushing device / Journal of Engineering and Technology. India, ISSN(P):2250-2394, 2022.
