CC BY
5
ISSN 2410-6070 ИННОВАЦИОННАЯ НАУКА №5 / 2021
автоматизированной системе управления воздушным движением // Научный вестник «НИИ Аэронавигации», №12. С. 35-45, 2013
5. Агентная система предупреждения столкновений: свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ № 2016618820 / правообладатель Зигангирова Юлия Владимировна; заявл. 15.06.2016; зарег. 08.08.2016.
6. Doc 9574 ICAO, Руководство по применению минимума вертикального эшелонирования 300 м (1000 фут) между ЭП 290 и ЭП 410 включительно. // ICAO - 2002.
7. Doc 9863 ICAO, Руководство по бортовой системе предупреждения столкновений (БСПС). // ICAO -2006.
© Зигангирова Ю.В., Валеев С.С., 2021
УДК.: 631.862
Каюмов Т. Х.
Соискатель
Андижанский институт сельского хозяйства и агротехнологий Научный руководитель: Имамов Ш. Ж.
Бухарский филиал ТИИМСХ (Узбекистан)
ВЛИЯНИЕ ГЛУБИНЫ БИОМАССЫ НА ВЫДЕЛЕНИЕ БИОМЕТАНА
Аннотация
В данной статье представлен анализ существующих проблем биогазовых устройств. Проанализировав гидродинамические параметры получения биометана, представлены глубины слоя которое затрудняющие выход газовых пузырьков.
Ключевые слова: Биогаз, органические отходы, анаэроб, биомасса, биореактор
Введение. Недавние вызовы, связанные с изменением климата, требуют максимальной защиты природы. Органические отходы, выведенные из переработки в природу, являются одной из основных причин негативных изменений в окружающей среде. В то же время с популярностью биогазовых установок для переработки отходов спрос на них растет. В то же время набирает обороты разработка усовершенствованных типов биогазовых установок, дополнительно снижающих экологический риск образования отходов [1,2]. В связи с этим Постановление Президента Республики Узбекистан от 10.07.2020 «О дополнительных мерах по повышению энергоэффективности экономики и снижению зависимости от топливно-энергетических продуктов за счет привлечения имеющихся ресурсов» ПП-4779 подчеркивает необходимость уделять большое внимание развитию [3].
Постановка задачи. Биохимический процесс, происходящий в биореакторе во время анаэробной обработки органических отходов, очень сложен, и обрабатываемая биомасса не подвергается воздействию жидкостей, классифицированных по Ньютону. Такие жидкости известны как жидкости со сложным движением потока. Ряд ученых утверждают, что устройство должно быть компактным с точки зрения переработки жидкой биомассы [1]. Это увеличение размера устройства приводит к увеличению уровня биомассы в устройстве. По мере увеличения глубины давление в нижней части устройства увеличивается, и метановый газ, выделяемый метановыми бактериями, преодолевает силы давления, что затрудняет его
ISSN 2410-6070 ИННОВАЦИОННАЯ НАУКА №5 / 2021
подъем наверх.
Анализ литературы и процесса анаэробной обработки в биореакторах последнего поколения осуществляется при определенном уровне вакуума [2]. В то же время пузырьки свободного биогаза в биомассе высвобождаются из жидкого слоя, освобождая метан-образующие бактерии от «свободного» метана, ускоряя микробиологический процесс и увеличивая эффективность биореакторов в несколько раз. В то время как в некоторой литературе предполагается, что разбавление в биореакторах оказывает негативное влияние на метан-образующие бактерии при высвобождении биологического газа, в некоторых источниках предполагается, что такое разбавление улучшает содержание биомассы в переработанной биомассе за счет активации метаболизма, а также увеличения выбросов в 2-2,5 раза [2].
Метод решения. Чтобы получить точный результат вакуума, был проведен математический анализ распределения давления в биореакторе путем изучения пузырьков газа в биореакторе на примере «элементарных бактерий». Для этого современные биореакторы имеют форму вертикального цилиндра, где расположение «элементарных бактерий» обозначается буквой «h», а ее диаметр обозначается буквой «d», а по оси абсцисс - график изменения давления «Р». где d = const.
При выражении законов распределения выпущенных пузырьков газа в потоке важно определить гидродинамические параметры, которые представляют его механическое взаимодействие с жидкостью. Параметр, который представляет движение частиц биогаза в процессе ферментации в биореакторах, - это гидравлический размер этих частиц, то есть их равномерная скорость плавучести в остальной части биомассы.
Изучая свойства плавучести пузырьков газа малого диаметра, образующихся в жидкостях ньютоновского класса, не содержащих жидкости, формула для скорости плавучести в зависимости от диаметра пузырька для различных режимов плавания может быть получена из основного дифференциального уравнения закона распределения давления.
dp = p(Kdx + Ydy + Zdz) (1)
в этом случае проекция координат будет иметь вид X = 0, y = 0 и Z = (—g i j)
Тогда вид уравнения (1) будет следующим:
dP = Р(—g i j)dz
При равномерном ускорении жидкой частицы: ( g + j) и уравнение можно записать как:
dp = —pg (1 — ~ )dz (2)
g
Движение вверх частицы с равномерным ускорением можно записать следующим образом (—g — j) :
dp = —pg (1 + - )dz (3)
g
Из приведенных выше дифференциальных уравнений видно, что существует линейная зависимость между давлением (P) и (Z ) - координатами. Такая связь также существует, когда жидкость неподвижна в состоянии покоя.
Кроме того, свойства указывают на то, что пузырьки газа одного и того же среднего диаметра являются причиной их разной формы в случаях несоответствия результатов определения гидравлического размера. Первоначальное исследование в этом направлении было проведено Стоксом, который предположил, что Рейнольд соответствует меньшим значениям числа, предполагая, что свободные пузырьки в неподвижных жидкостях имеют линейные скорости (vo).
Re = 3ol- < 1 n
Стокс описывает пузырьки, плавающие в жидкости, следующим образом (рис. 1).
- 48 -
ISSN 2410-6070 ИННОВАЦИОННАЯ НАУКА №5 / 2021
Результаты исследования. Предполагая, что атмосферное давление не влияет на устройства, работающие в термофильном режиме в анаэробной среде, мы применяем следующую формулу давления.
Р = Ратм + Yh
Здесь:
Ратм - атмосферное давление у - удельный вес биомассы, у=р g
То есть, поскольку устройство имеет как слой жидкости, так и слой газа, мы можем определить общее давление внутри устройства, суммируя результаты, используя приведенную выше формулу отдельно для давления в слое жидкости и давления в слое газа отдельно, и это выглядит так:
Рж=Pжghж
Здесь:
Рж - давление жидкой биомассы, [Н / м2]; Рж - плотность жидкой биомассы, [кг / м3]; g - ускорение свободного падения, [м / сек2]; hж - заданная высота в жидкой биомассе, [м];
Ргаз ргаз g h газ Рабс.газ
Здесь:
Ргаз - давление газового слоя, [Н / м2];
Ргаз - плотность газа, выделяемого из биомассы, [кг / м3];
^аз - высота газа до уровня биомассы, [м];
Рабс.газ - показатель встроенного в прибор датчика давления, [Н / м2].
Если абсолютное давление в газовом слое меньше атмосферного, таким давлением является давление вакуума Рабс.газ < Ратм или, если оно велико, манометрическое давление Рабс.газ > Ратм
Робщ Рж+Ргаз ргаз g ^аз+рж g hж g (ргаз ^аз+рж hж)
Выводы. Плотность жидкой биомассы и расположение пузырьков метана в окружающей среде, а также влияние вышеупомянутого давления газа на пузырьки в этом примере «элементарной частицы» напрямую связаны с ферментативным процессом метановых бактерий. В связи с этим создание благоприятных условий для метановых бактерий будет способствовать извлечению биологического газа и увеличению его количества. Из-за природы метановых бактерий существует необходимость в дальнейшем улучшении устройства.
Следовательно, для того, чтобы пузырьки газа поднимались быстрее, было бы целесообразно сбросить давление в выделяющей газ части биореактора, то есть в Рабс.газ. Для больших биореакторов также эффективно уменьшить глубину слоя в той части, где находится жидкая биомасса.
ISSN 2410-6070 ИННОВАЦИОННАЯ НАУКА №5 / 2021
Список использованной литературы:
1. Дубровский В.С., Виестур У.Э. Метанового сбраживание сельскохозяйственных отходов. - Рига: Зинате, 1988.- 204 с
2. Ш.Имамов, Т.Каюмов и др. «Альтернативное топливо на основе органики» // Издательство «ФАН» Академия наук Рес. Узбекистан. Т-2013.
3. Постановление Кабинета Министров Республики Узбекистан «О Программе действий по охране окружающей среды Республики Узбекистан на 2013 - 2017 годы». (Собрание законодательства Республики Узбекистан, 2013 г., № 22. - С. 282)
© Каюмов Т. Х., 2021
УДК 620.9
Легких Д.А.
Студент
Курганский государственный университет
Россия, Курган Головко В.С.
Студент
Югорский государственный университет Россия, Ханты-Мансийск Юровских Д.А.
Студент
Курганский государственный университет
Россия, Курган
ВЫБОР ТРАНСФОРМАТОРА ДЛЯ ЭКОНОМИИ Аннотация
В статье проведено исследование электроэнергетической системы и выбор трансформатора с оптимальной наружностью. Представлен суточный график загруженности. Производится расчёт среднеквадратичной мощности для оптимального трансформатора.
Ключевые слова: трансформатор, нагрузка, суточная загруженность.
После сооружения подстанции, питающей исследуемый объект, в течение 10 лет была произведена реконструкция (изменились типы и мощность электрических двигателей, были заменены лампы накаливания на светодиодные источники света, внедрили частотно-регулируемый привод, внедрены энергосберегающие мероприятия в системе электроснабжения). В результате реконструкции и внедренных мероприятий по энергосбережению нагрузка подстанции изменилась.
Требуется:
1. Определить фактические потери в трансформаторах при реальной нагрузке.
2. Если коэффициент загрузки трансформатора окажется меньше 0,8 - предусмотреть замену трансформаторов на трансформаторы меньшей мощности (энергоснабжающая организация обладает складским резервом широкой линейки трансформаторов). Замену трансформаторов предусмотреть с учетом допустимой аварийной перегрузки трансформаторов по ГОСТ 14209-85.
