пр, стэ тпу. нов пр 8 СТЭ 5б01,02,03 исх данные и алгоритм решения (4). Задача 8 (последняя) оформляем по всем правилам (название, условие задачи, исх данные, цветное убираем, только свое решение!)

Название	Задача 8 (последняя) оформляем по всем правилам (название, условие задачи, исх данные, цветное убираем, только свое решение!)
Анкор	пр, стэ тпу
Дата	30.10.2022
Размер	131.67 Kb.
Формат файла
Имя файла	нов пр 8 СТЭ 5б01,02,03 исх данные и алгоритм решения (4).docx
Тип	Задача #762560

ТИТ не забываем!!!!

Задача № 8 (последняя)

ОФОРМЛЯЕМ по всем правилам (название, условие задачи, исх данные, цветное убираем, только свое решение!)

Расчет биогазогенератора

Рис. 1 Схема биогазогенератора

УСЛОВИЕ ЗАДАЧИ

(Где пропущены числа, вписываете свои данные!!!)

1. Определить объем биогазогенератора V_био и суточный выход биогаза V_{г вых} в установке, утилизирующей навоз от животных: n₁ …..коров, n₂ …. свиней, n_3….. ,птиц, а также обеспечиваемую ею тепловую мощность N (кВт). Процесс переработки органических отходов осуществляется при температуре t = … ° С; время цикла сбраживания τ= ,сут . Подача сухого сбраживаемого материала от одного животного идет со скоростью W , кг/сут (табл.1); выход биогаза из сухой массы ν_г, м³ /кг (табл.1) . Содержание метана в биогазе составляет, % (табл1). КПД горелочного устройства η=0,68. Плотность сухого материала, распределенного в массе биогазогенератора, р _сух, кг/м³ (табл.1) . Теплота сгорания метана при нормальных физических условиях Q_н^р =28 МДж/м³.

2. Определить температурный режим.

3. Определить количество загрузок биогазогенератора за 1 год, если известно "время оборота реактора".

4.Сколько выработает станция биогаза за 1 год?

Результаты представить в виде сводной таблицы результатов и ответа (смотрите ниже).

ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ

Для группы 5Б01

Вариант	КРС, n голов	Свиньи, n голов	Птица, n голов	τ , сут	t , ° С;
1	2000	10000	30000	14	25
2	250	200	500	7	42
3	1000	5030	15000	10	45
4	1200	4000	32000	30	22
5	200	200	6000	35	20
6	5000	8000	10000	15	30
7	3800	6000	25000	20	35
8	4600	1500	3000	20	25
9	5450	4000	65000	10	26
10	6320	5000	8000	14	28
11	536	1200	2005	18	32
12	850	100	1450	7	41
13	723	300	650	13	26
14	480	160	36000	12	27
15	330	4500	48000	10	50
16	450	700	3000	9	60
17	650	160	1165	35	22
18	1000	900	60000	41	20
19	20	15	320	42	21
20	800	200	3000	10	50
21	200	500	10000	14	28
22	300	600	200000	20	25
23	1000	320	600	14	27
24	360	520	700	7	45

КРС- крупнорогатый скот

Для группы 5Б02

Вариант	КРС, n голов	Свиньи, n голов	Птица, n голов	τ , сут	t , ° С;
1	100	1020	30000	14	25
2	150	600	99000	7	42
3	220	845	1200	10	45
4	50	220	26000	30	22
5	300	300	520	35	20
6	600	360	820	15	30
7	56	80	200	20	35
8	900	290	400	20	25
9	286	1000	850	10	41
10	1200	120	950	14	28
11	230	2100	300	18	32
12	600	2270	400	7	41
13	400	450	900	13	26
14	200	400	3600	42	22
15	300	230	1230	41	23
16	4000	6000	30000	20	35
17	50	60	250	41	20
18	180	45	1000	43	20
19	100	456	741	14	25
20	200	789	236	10	43
21	300	236	4569	18	32
22	400	456	758	14	28
23	500	963	789	7	42
24	600	123	45698	13	26
25	900	369	4567	20	25

КРС- крупнорогатый скот

Для группы 5Б03

Вариант	КРС, n голов	Свиньи, n голов	Птица, n голов	τ , сут	t , ° С;
1	120	1600	300	14	26
2	100	630	100	7	42
3	102	1450	120	10	45
4	500	450	26	30	22
5	300	165	52	35	21
6	600	900	182	15	30
7	560	100	200	20	35
8	190	90	34000	20	26
9	260	100	850	9	44
10	200	300	30000	14	28
11	230	110	80000	18	32
12	460	157	400	7	41
13	840	150	90	13	26
14	188	600	50	12	27
15	750	1200	240	10	50
16	245	305	130000	9	60
17	830	600	30000	35	22
18	650	550	15000	31	20
19	560	1200	40000	12	26
20	600	1200	320	7	41
21	570	120	12400	12	26
22	756	589	12000	35	21
23	456	756	36000	30	22
24	400	7800	560	15	30
25	500	4500	900	15	30

КРС- крупнорогатый скот

Пояснения к задаче:

Время сбраживания

Оптимальное время сбраживания зависит от дозы загрузки реактора и температуры процесса сбраживания. Если время сбраживания выбрано слишком коротким, то при выгрузке сброженной биомассы бактерии из реактора вымываются быстрее, чем могут размножаться, и процесс ферментации практически останавливается. Слишком продолжительное выдерживание сырья в реакторе не отвечает задачам получения наибольшего количества биогаза и биоудобрений за определенный промежуток времени.

При определении оптимальной продолжительности сбраживания пользуются термином "время оборота реактора". Время оборота реактора - это то время, в течение которого свежее сырье, загруженное в реактор, перерабатывается, и его выгружают из реактора.

Для систем с непрерывной загрузкой среднее время сбраживания определяется отношением объема реактора к ежедневному объему загружаемого сырья. На практике время оборота реактора выбирают в зависимости от температуры сбраживания и состава сырья в следующих интервалах:

•     психофильный температурный режим: от 30 до 40 и более суток;
•     мезофильный температурный режим: от 11 до 20 суток;
•     термофильный температурный режим: от 5 до 10 суток.
Соблюдение температурного режима

Поддержка оптимальной температуры является одним из важнейших факторов процесса сбраживания. В природных условиях образование биогаза происходит при температурах от 0°С до 97°С, но с учетом оптимизации процесса переработки органических отходов для получения биогаза и биоудобрений выделяют три температурных режима:

•     психофильный температурный режим определяется температурами до 20 - 25°С,
•     мезофильный температурный режим определяется температурами от 26°С до 40°С и
•     термофильный температурный режим определяется температурами свыше 40°С

Таблица 1. Количество и плотность биоферментируемого материала на одно животное

Виды животных	Среднесуточное количество биоферментируемого материала W, кг/сутки	Плотность сухого биоматериала ρ_сух (кг/м³)	Содержание метана в биогазе ƒ_м (%)	Выход биогаза из сухой массы Vг (м³ /кг)
КРС	36	45	60	0,4
Свиньи	4	35	70	0,5
Птица	0,16	25	75	0,3

Примечание. Содержание сухих веществ определяется влажностью материала. При влажности 70% в сырье содержится 30% сухих веществ.

Решение:

Расчет представить для каждого типа животных:

крупнорогатый скот,

свиньи,

птица.

Внести результаты в таблицу результатов(↓).

Подача сухого сбраживаемого материала от … животных идет со скоростью m₀ ( кг/сут):

m₀=W·n, кг/сут;

Cуточный объем жидкой массы V_сут, поступающей в биогазогенерагор (м³/сут) можно определить по формуле:

V_сут=m₀/ρ_сух, м³/сут

Объем биогазогенератора, необходимого для фермы (м³):

V_био=τ·V_сут , м³

где τ , сут - время цикла сбраживания

Суточный выход биогаза:

V_{г вых}=m₀·V_г, м³/сут
Тепловая мощность устройства, использующего биогаз (МДж/сут):

N= η ·Q_н^р·V_{г вых}· ƒ_м ,МДж/сут → кВт(записать как переводили)

Результаты представить в виде таблицы: (ед. изм. в таблице все прописываете, в каких расчет вели, указаны выше, в каждой формуле. в последнем столбце таблицы N представить в кВт)

Таблица результатов

	m₀, ед.измерения записываете	V_сут,_ед.	V_био,_ед.	V_{г вых,}_ед.изм.	N, кВт
КРС n₁ =
Свиньи n₂ =
Птица n₃ =
Суммарное количество Животных n =

n – количество голов (записать в таблицу из исходных данных)

Суммарное количество животных – записать сколько всего животных на ферме

Ответ: В установке, утилизирующей навоз от ….животных, общий объем биогазогенератора V_био=… м³, суточный выход биогаза V_{г вых} = … м³/сут, тепловая мощность устройства, использующего биогаз N = ….. кВт (записать только cуммарные значения), время цикла сбраживания ….сут, ….режим, и т. д.……