- •Національний технічний університет україни
- •С.О. Кудря, в.М. Головко
- •Передмова
- •1. Принципи конструювання
- •1.1. Мета та завдання конструювання
- •1.2. Економічні засади конструювання
- •1.3. Поняття корисної віддачі та довговічності
- •1.4. Експлуатаційна надійність
- •1.5. Уніфікація виробничих рішень
- •1.6. Утворення номенклатури та рядів об’єктів виробництва
- •1.7. Загальні правила та методичні положення конструювання
- •Контрольні запитання до розділу 1
- •2. Конструювання вітроенергетичних установок
- •2.1. Загальні підходи до побудови систем вітроенергетичних установок
- •2.2. Вихідні положення до розрахунку вітроенергетичних установок
- •2.3. Аеродинамічний розрахунок ротора вітроустановки
- •Для крильчастих роторів поверхня обмаху становить
- •2.4. Визначення навантажень на елементи систем регулювання вітроустановок
- •2.5. Опори вітроустановок
- •2.6. Схеми генерування електричної енергії вітроустановками
- •2.7. Приклади розрахунків
- •Контрольні запитання до розділу 2
- •3. Конструювання сонячних енергетичних установок
- •3.1. Загальні підходи до побудови теплових сонячних енергетичних установок
- •Для окремої точки векторного простору співвідношення (3.1) становитиме:
- •Примітка: чисельник: дані за змінного кута нахилу;
- •3.2. Розрахунок фотоелектричних перетворювачів (сонячних батарей)
- •3.3. Приклади розрахунків
- •Контрольні запитання до розділу 3
- •4. Конструювання малих гідроелектростанцій
- •4.1. Основні схеми та склад споруд малих гідроелектростанцій
- •4.1.1. Схеми пригребельних гідроелектростанцій
- •4.1.2. Дериваційні схеми гідроелектростанцій
- •4.1.3. Гребельно-дериваційні (змішані) схеми гідроелектростанцій
- •4.1.4. Основні стадії проектування малих гідроелектростанцій
- •4.2. Гідрологічні та гідроенергетичні розрахунки під час конструювання малих гідроелектростанцій
- •4.2.1. Основні показники гідрологічних розрахунків
- •4.2.2. Методи оцінювання норми стоку
- •4.2.3. Визначення об’єму водосховища
- •4.2.4. Гідроенергетичні розрахунки
- •4.3. Турбіни малих гідроелектостанцій
- •4.3.1. Активні турбіни
- •4.3.2. Реактивні турбіни
- •4.4. Електрообладнання малих гідроелектростанцій
- •4.4.1. Вибір потужності генератора електростанції
- •4.4.2. Синхронні генератори
- •4.4.3. Асинхронні генератори
- •4.4.4. Автоматизація гідроелектростанцій
- •4.5. Приклади розрахунків
- •10. Визначення максимальних витрат весняного паводка, м3/с;
- •Контрольні запитання до розділу 4
- •5. Конструювання біогазових установок
- •5.1. Технологічна схема біогазової установки
- •Вміст органічних речовин у біомасі, що піддається ферментації, становить, %: – у стоках – 0,04…0,06;
- •5.1.1. Збирання та підготовка вхідної сировини
- •5.1.2. Метанове бродіння
- •5.1.3. Розподіл продуктів ферментації (бродіння)
- •5.1.4. Використання продуктів ферментації
- •5.2. Розрахунок основних блоків технологічного обладнання біогазових установок
- •5.2.1. Обладнання для підготовки вхідної маси
- •5.2.2. Визначення основних параметрів метантенка
- •5.2.3. Визначення основних параметрів газгольдера
- •5.2.4. Розрахунок кількості теплоти в установці
- •5.2.5. Визначення вихідних показників установки
- •5.3. Приклади розрахунків
- •Контрольні запитання до розділу 5
- •6.1. Структурні схеми геотермальних установок
- •6.1.1. Принципові схеми систем геотермального теплопостачання
- •6.1.2. Розрахунок об’єму видобування термальної води для забезпечення теплового навантаження системи з догріванням від пікової котельні
- •6.1.3. Кількість видобувних та поглинальних свердловин
- •6.2. Розрахунок теплообмінного обладнання геотермальних установок
- •6.2.1. Розрахунок потужності насоса для закачування теплоносія в поглинаючу свердловину
- •6.3. Приклади розрахунків
- •Контрольні запитання до розділу 6
- •Список літератури
- •Предметний покажчик
5.1.3. Розподіл продуктів ферментації (бродіння)
Збирання газової складової здійснюється в газгольдерах низького (до 5 кПа), середнього (2…20 кПа) та високого (понад 2 ГПа) тиску.
Найбільш поширеними газгольдерами низького тиску є «мокрі» газгольдери. Конструктивно вони складаються з рухомої частини (ковпака), що занурюється в басейн з водою (нерухомої частини) (рис. 5.1). Під ковпак підводиться газопровід. Висота ковпака визначає висоту водяного резервуара. Щоб не збільшувати розміри резервуара, ковпак виконують телескопічним (рис. 5.2). Інші конструктивні рішення «мокрих» газгольдерів подано на рис. 5.3.
а б
Рис. 5.1. «Мокрий» газгольдер: а – після видалення; б – після заповнення; 1 – ковпак; 2 – басейн
До основних недоліків цих установок, окрім високої матеріалоємності, належить потреба у їх розміщенні в опалюваних приміщеннях чи обігрівання гідравлічного затвору в холодний період року.
Рис. 5.2. «Мокрий» газгольдер з телескопічними кільцями:
1 – басейн; 2, 3, 4 – складові ковпаку; 5, 6 – гідравлічні затвори
Рис. 5.3. Газгольдери «мокрі» низького тиску: а – постійного об’єму, суміщеного з метантенком (р =1...3 кПа);
б – змінного об’єму, суміщеного з метантенком та плівковою кришкою (р = 1кПа);
в, г – змінного об’єму, суміщеного з метантенком (р 5 кПа)
Щоб уникнути останнього недоліку, застосовують «сухі» газгольдери (рис. 5.4). Їх можна розміщувати простонеба.
Рис. 5.4. «Сухі» газгольдери низького тиску з гнучкими елементами:
а, б, в – з регулюванням (підтримуванням) тиску за допомогою противаг;
г – з регулюванням (підтримуванням) тиску пневматичним способом
Резервуари для збирання газу середнього та високого тиску виконують циліндричної або сферичної форми. Газ у них подається компресорними установками – енерговитратним елементом біогазової установки.
Тверда складова бродіння проходить технологічну операцію зневоднення шламу за допомогою таких методів: гравітаційного, динамічного, відцентрового, флотаційного або їх комбінацій. Найчастіше застосовують гравітаційні (вертикальні та горизонтальні) відстійники або дугові сита та віброгрохоти (динамічний метод).
в
5.1.4. Використання продуктів ферментації
Тверду та рідку складові використовують як високоякісні органічні добрива.
Використання газової складової для виробництва електроенергії можливе лише у разі тривалої експлуатації генераторної установки. Об’єм газу, потрібного для виробництва електроенергії, можна визначити за табл. 5.1.
Слід обов’язково враховувати, що річне завантаження має бути рівномірно розподілене протягом року, а в електроенергію перетворюється лише 30 % енергії газу, 55…60 % викидної теплоти слід утилізувати за допомогою теплообмінного устаткування.
Таблиця 5.1. Залежність об’єму виробленого газу від потужності генератора
Показники |
Потужність генератора, кВА |
|||||
30 |
100 |
200 |
||||
Річне завантаження, год |
3000 |
6000 |
3000 |
6000 |
3000 |
6000 |
Потрібний об’єм газу, м3/доб |
160 |
320 |
540 |
1080 |
1080 |
2160 |
Додатковий обсяг теплової енергії, МДж/доб |
1900 |
3800 |
6600 |
13200 |
13200 |
26400 |