с. - Втрати теплоти в навколишнє середовище;
Qмех - витрата енергії на перемішування біомаси в процесі бродіння.
Кількість теплоти, яка витрачається на підігрів біомаси завантаженої протягом доби до температури бродіння, МДж/добу, одно:
Qп = Сс (tб-tз.м) 86400
mсут - добова завантаження біомаси доведеної до вологості 90-92%;
Сс - теплоємність субстрату (приймається рівною теплоємності води - 4,1810-3 МДж/(КГК));
, при ==
? З
Qп = 6000? 4,8? 10-3? (50-20) = 752,4 МДж/(кг? До? добу)
Тепловтрати від метантенка в навколишнє середовище, Вт, визначається за формулою:
Qо.с = Кf (tб-tо.с)? 86400.
де к - коефіцієнт теплопередачі від біомаси знаходиться в реакторі до навколишнього середовища, Вт/(м2К).
F - площа зовнішньої поверхні реактора, м2.
tо.с - температура навколишнього середовища, В° С. (tо.с = 7,1 В° С)
TБ - температура біомаси, В° С. (tб = 50 В° С)
Для циліндричних реакторів, приймаючи відношення висоти до діаметру H/D = 0,9 ... 1,3 за значенням Vр можна знайти F. приймаючи H = 1,2 D знаходимо
;:
В В
м
Н = 1.2? 4.57 = 5.5м
м2
Коефіцієнт тепловіддачі від біомаси в реакторі до навколишнього середовища, Вт/(м2К)
;
? в і? н коефіцієнти теплообміну на внутрішній і зовнішній поверхнях метантенка, Вт/(м2К). Враховуючи, що швидкість руху біомаси в процесі її механічного перемішування незначна (0,5 ... 1 м/хв) можна вважати, що процес теплообміну на внутрішній поверхні метантенка відбувається за умов вільної конвекції. З невеликою похибка те ж саме можна прийняти для тепловіддачі від зовнішньої поверхні теплоізоляції до навколишнього середовища (в землю, повітря в закритому приміщенні, теплоізоляційний шар і т.д.). p> Визначаємо коефіцієнт тепловіддачі з боку біомаси (або води у водяній сорочці) за спрощеною формулою Нуссельта:
,
де В 'розраховується за наближеною формулою:
В '= 5700 +56 tб-0, 09tб2.
tб - температура біомаси в реакторі (або води в системі обігріву). ? T = tб-tст1. p> Знаючи, що температура внутрішньої поверхні зовнішньої обичайки реактора і біомаси (води в системі обігріву) можуть відрізнятися дуже незначно, температуру внутрішньої поверхні зовнішньої обичайки tст1 приймаємо tст1 = 49,5 В° С (при обігріві біомаси водяною сорочкою),? t = tст1-tб = 50,0-49,5 = 0,5 В° С. H - висота реактора розрахована вище (H = 5,5 м). p> Тоді: В '= 5700 +5650-0,09502 = 8275.
Вт/(м2К).
Після розрахунку В 'і? 1 знаходимо орієнтовну температуру стінки із зовнішнього боку (з боку ізоляції або землі).
В
Тут -? ст - товщина стінки реактора. Для сталевих реакторів? Ст = 5мм,
? ст - коефіцієнт теплопровідності матеріалу, для сталі? ст = 40 ккал/м2чград.
(? /?) загр. - коефіцієн...
