Исследование и моделирование физических процессов в установке по производству биогаза
Ключевые слова:
биогазовая установка, биомасса, метатенк, индукционный нагрев, температура, перемешиваниеАннотация
Рассматривается использование индукционного нагрева в биогазовую установку. Описывается оригинальная конструкция, в которой один узел выполняет одновременно функции нагревателя и мешалки. Рассматривается математическая модель, учитывающая тепловые и электромагнитные процессы в метатенке с нагреваемой и перемешиваемой биомассой. Показывается, что при частоте токов, которыми запитываются катушки-индукторы, равной 50 Гц электромагнитное поле, созданное этими токами, можно считать квазистационарным, и описать его с помощью векторного магнитного потенциала. Задача исследования теплофизических процессов, протекающих в метатенке, не может быть решена аналитически. Анализ взаимосвязанных физических процессов с применением численных методов выполнен для стационарного режима. Рассмотрен повторно-кратковременный режим питания нагревательных элементов с целью уменьшения энергопотребления. По разработанной вычислительной модели переноса теплоты в движущейся среде определены оптимальные характеристики функционирования нагревателя-мешалки, обеспечивающие стационарный термофильный режим метатенка – угловую скорость вращения и токовую нагрузку, равную .
Метрики
Библиографические ссылки
ГОСТ
1. Использование индукционного нагрева при производстве биогаза / К.К. Ким, И.М. Карпова, Г.Н. Анисимов и др. // Электротехника. 2020. №10. С. 19-22. EDN: QZKYQT
2. Сахин В.В. Конвективный теплообмен в однородной среде (теплоотдача). СПб: Балт. гос. техн. ун-т, 2013. 224 с.
3. Карпова И.М. Задачи электромагнитной совместимости электрооборудования. СПб.: ФГБОУ ВО ПГУПС, 2020. 57 с.
4. Капустин В.П. Совершенствование систем уборки и транспортировки бесподстилочного навоза. Тамбов: Изд-во ТГТУ, 2001. 122 с.
5. Семененко И.В. Оборудование и процессы метанового сбраживания органических отходов. Харьков: НТУ «ХПИ», 2012. 272 с.
6. Колосова Н.В., Монах С.И. Математическая модель тепломассообмена при получении биогаза в метантенке // Современное промышленное и гражданское строительство. 2019. Том 15, № 2. С. 67-74. EDN: WFEPNX
7. Ким К.К., Анисимов Г.Н. Электрические измерения неэлектрических величин. М.: ФГБУ ДПО «УМЦ ЖДТ», 2014. 134 c.
APA
1. Kim, K., Karpova, I., Anisimov, G., Burkov, A., Kiselev, I., & Urushev, S. (2020). Ispol'zovaniye induktsionnogo nagreva pri proizvodstve biogaza [The use of induction heating in biogas production]. Electrical engineering, 10, 19-22. [In Russian]
2. Sakhin, V. (2013). Konvektivnyy teploobmen v odnorodnoy srede (teplootdacha) [Convective heat transfer in a homogeneous medium (heat transfer)] . Baltijskij gosudarstvennyj tekhnicheskij universitet. [In Russian]
3. Karpova, I. (2020). Zadachi elektromagnitnoy sovmestimosti elektrooborudovaniya [Problems of electromagnetic compatibility of electrical equipment] . FGBOU VO PGUPS. [In Russian]
4. Kapustin, V. (2001). Sovershenstvovaniye sistem uborki i transportirovki bespodstilochnogo navoza [Improvement of systems of cleaning and transportation of bespodstilochny manure. Tambov] Publishing House of TGTU. [In Russian]
5. Semenenko, I. (2012). Oborudovaniye i protsessy metanovogo sbrazhivaniya organicheskikh otkhodov [Equipment and processes of methane fermentation of organic waste] . Kharkiv: NTU "KhPI". [In Russian]
6. Kolosova, N., Monk S. (2019). Matematicheskaya model' teplomassoobmena pri poluchenii biogaza v metantenke [Mathematical model of heat and mass transfer during biogas production in a methane tank] Modern industrial and civil construction, 15, 2, 67-74. [In Russian]
7. Kim, K., Anisimov, G. (2014). Elektricheskiye izmereniya neelektricheskikh velichin [Electrical measurements of non-electrical quantities] . Educational and Methodological Center for Education in Railway Transport. [In Russian]
Загрузки
Опубликован
Как цитировать
Выпуск
Раздел
Категории
URN
Лицензия
Copyright (c) 2022 Ким К.К., Карпова И.М.
Это произведение доступно по лицензии Creative Commons «Attribution-NonCommercial-NoDerivatives» («Атрибуция — Некоммерческое использование — Без производных произведений») 4.0 Всемирная.
