Інтенсивність теплообміну в круглій трубі теплообмінника біогазової установки
DOI:
https://doi.org/10.32347/2409-2606.2024.50.29-43Ключові слова:
регулярний тепловий режим, субстрат, біогазова установка, теплофізичні властивості, експериментально-розрахунковий методАнотація
Проведено експеримент на портативній експериментальній установці для дослідження теплообміну модельних рідин і субстрату з наявної біогазової установки. Одержано масив експериментальних даних щодо коефіцієнта тепловіддачі модельних рідин і субстрату. Узагальнено результати дослідів щодо коефіцієнта тепловіддачі для модельних рідин. Одержано критеріальне рівняння теплообміну, що дозволяє розрахувати ці процеси. Висунуто гіпотезу, що це критеріальне рівняння теплообміну відповідає і субстрату. Для субстрату експериментально визначено густину, коефіцієнт температурного розширення, питому теплоємність, а також адитивно теплопровідність. З використанням критеріального рівняння теплообміну та визначених теплофізичних властивостей одержано в’язкість субстрату у відповідному діапазоні температури. За відомим критеріальним рівнянням теплообміну та визначеною в’язкістю отримано параметри інтенсивності теплообміну в круглій трубі теплообмінника біогазової установки.
Посилання
Geletukha G., Kucheruk P., Matveev Y. Prospects of biomethane production and use in Ukraine. UABio Position Paper. 2014. № 11.
Heletukha H., Kucheruk P., Matvieiev Yu. Perspektyvy vyrobnytstva ta vykorystannia biohazu v Ukraini: Analitychna zapyska. № 11. Kyiv, Bioenerhetychna asotsiatsiia Ukrainy, 2014. 42 s.
Zema D., Fòlino A., Zappia G., Calabrò P., Tamburino V., Zimbone S. Anaerobic digestion of orange peel in a semi-continuous pilot plant: An environmentally sound way of citrus waste management in agro-ecosystems. Science of The Total Environment. 2018.
Ecem Oner B., Akyol C., Bozan M., Ince O., Aydin S., Ince B. Bioaugmentation with Clostridium thermocellum to enhance the anaerobic biodegradation of lignocellulosic agricultural residues. Bioresour Technol. 2018.
Lindmark J., Thorin E., Bel Fdhila R., Dahlquist E. Effects of mixing on the result of anaerobic digestion: Review. Renewable and Sustainable Energy Reviews. 2014.
Tian L., Zou D., Yuan H., Wang L., Zhang X., Li X. Identifying proper agitation interval to prevent floating layers formation of corn stover and improve biogas production in anaerobic digestion. Bioresour Technol, 2015. P. 1 - 7.
Klingenberg D., Root T., Burlawar S., Scott C., Bourne K., Gleisner R., et al. Rheometry of coarse biomass at high temperature and pressure. Biomass and Bioenergy, 2017; 99:69-78.
Kress P., Nagele H., Oechsner H., Ruile S. Effect of agitation time on nutrient distribution in full-scale CSTR biogas digesters. Bioresour Technol. 2018. P. 1 - 6.
Chen J, Wu J, Ji X, Lu X, Wang C. Mechanism of waste-heat recovery from slurry by scraped-surface heat exchanger. Applied Energy. 2017. P. 146 - 155.
Li Y, Xu F, Li Y, Lu J, Li S, Shah A, et al. Reactor performance and energy analysis of solid state anaerobic co-digestion of dairy manure with corn stover and tomato residues. Waste Manag. 2018.
El-Mashad H.M., van Loon W.K., Zeeman G., Bot G.P. Rheological properties of dairy cattle manure. Bioresour Technol. 2005.
Achkari-Begdouri A. Rheological Properties of Moroccan Dairy Cattle Manure. Bioresour Technol. 1992.
Achkari-Begdouri A., Goodrich P. Rheological properties of Moroccan dairy cattle manure. Bioresource Technology. 1992. Р. 149 - 156.
Tian L., Shen F., Yuan H., et al. Reducing agitation energy-consumption by improving rheological properties of corn stover substrate in anaerobic digestion. Bioresource Technology. 2014. Р. 86 - 91.
Viamajala S., Mcmillan J.D., Schell D.J., et al. Rheology of corn stover slurries at high solids concentrations – Effects of saccharification and particle size. Bioresource Technology. 2009.
Heletukha H., Kucheruk P., Matveev Yu., Khodakovskaia T. Perspektyvы proyzvodstva byohaza v Ukrayne. Vozobnovliaemaia enerhetyka. 2011. №3. S.73 – 77.
Müller С. Anaerobic digestion of biodegradable solid waste in low-and middle-income countries. Sandec report. 2007. Р. 7.
Biogas barometer. Eurobserv’er. November 2017.
Zareei S., Khodaei J. Modeling and optimization of biogas production from cow manure and maize straw using an adaptive neuro-fuzzy inference system. Renewable Energy. 2017.
Tian L., Shen F., Yuan H., et al. Reducing agitation energy-consumption by improving rheological properties of corn stover substrate in anaerobic digestion. Bioresource Technology. 2014. Р. 86 - 91.
Viamajala S., Mcmillan J., Schell D., et al. Rheology of corn stover slurries at high solids concentrations. Effects of saccharification and particle size. Bioresource Technology. 2009.
Dehkordi K., Fazilati M., Hajatzadeh A. Surface Scraped Heat Exchanger for cooling Newtonian fluids and enhancing its heat transfercharacteristics, a review and a numerical approach. Applied Thermal Engineering. 2015. Р. 56 - 65.
S Yang, L Zhang, H Xu, Experimental study on convective heat transfer and flow resistance characteristics of water flow in twisted elliptical tubes, Applied Thermal Engineering, 2011.
Angelidaki, I., Ellegaard, L., 2003. Codigestion of manure and organic wastes in centralized biogas plants. Appl. Biochem. Biotechnol.
Tkachenko S.I., Pishenina N.V. Novi metody vyznachennia intensyvnosti teploobminu v systemakh pererobky orhanichnykh vidkhodiv: monohrafiia. Vinnytsia: VNTU, 2017. 234 s.
Semenenko Y.V. Proektyrovanye byohazovikh ustanovok. Kyiv. Tekhnyka, 1992. 346 s.
Nykytyn H.A. Metanovoe brozhenye v byotekhnolohiy. Uchebnoe posobie. Kyiv. Vyshcha shkola, 1990. 207 s.
Тkachenko S., Vlasenko O., Resident, N., Stepanov D., Stepanova N. Cooling and of the fluid in the cylindrical volume. Acta Innovations. 2021. No. 42. P. 15-26. doi: 10.32933/ActaInnovations.42.2.
Tkachenko S.I., Vlasenko O.V., Stepanova N.D., Pavlovych Ye.O. Nestatsionarnyi teploobmin u vertykalnomu tsylindrychnomu obiemi, zapovnenomu ridynoiu. Visnyk VPI. 2022. № 1. S. 16 – 20.
Tkachenko S., Vlasenko O., Rezydent N. Teploobmin tsylindrychnoho ridynnoho tila obmezhenoi vysoty z navkolyshnim seredovyshchem. Visnyk Natsionalnoho tekhnichnoho universytetu «KhPI». Seriia: Enerhetychni ta teplotekhnichni protsesy y ustatkuvannia. 2021. № 2. S. 27 – 30. https://doi.org/10.20998/2078-774X.2021.02.05.
Tekhnolohiia tsukrystykh rechovyn: laboratornyi praktykum. M. P. Kupchyk ta in. Kyiv : NUKhT, 2007. 393 s.
Angelidaki, I., Ellegaard, L., 2003. Codigestion of manure and organic wastes in centralized biogas plants. Appl. Biochem. Biotechnol. 2003. No 109. P. 95 – 105.
Schnell, S., Maini, P.K. Century of Enzyme Kinetics: Reliability of the KM and Vmax Estimates. Comments on Theoretical Biology. 2003. Р. 169 – 187.
##submission.downloads##
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
Авторське право (c) 2025 Ольга Черноусенко, Ольга Власенко, Олександр Недбайло, Станіслав Ткаченко
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Автори залишають за собою право на авторство своєї роботи та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons Attribution License, котра дозволяє іншим особам вільно розповсюджувати опубліковану роботу з обов'язковим посиланням на авторів оригінальної роботи та першу публікацію роботи у цьому журналі.
Автори мають право укладати самостійні додаткові угоди щодо неексклюзивного розповсюдження роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом (наприклад, розміщувати роботу в електронному сховищі установи або публікувати у складі монографії), за умови збереження посилання на першу публікацію роботи у цьому журналі.
Політика журналу дозволяє і заохочує розміщення авторами в мережі Інтернет (наприклад, у сховищах установ або на особистих веб-сайтах) рукопису роботи, як до подання цього рукопису до редакції, так і під час його редакційного опрацювання, оскільки це сприяє виникненню продуктивної наукової дискусії та позитивно позначається на оперативності та динаміці цитування опублікованої роботи (див. The Effect of Open Access).
