Нетрадиционные возбнавляемые источники энергии

 

 °С.

Для расчета коэффициента теплоотдачи от поверхности изоляции к наружному воздуху или земле α₂ необходимо знать температуру t_ст3. т.е. температуру наружной поверхности изоляции, что рассчитывается по формуле:

.

Δt_изол. – перепад температуры или тепловое сопротивление изоляции, который примерно составляет  Δt_изол.=(0,9…0,95) х (t_ст2-t_ос). При Δt_изол.=0,9t_ст2=0,9•(31,5-7,1)=28,26 °С.

= 31,5– 28,26=3,24 °С.

Для определения α₂ пользуемся тем же упрощенным методом, т.е. сначала определяем B^’,затем, зная Δt_изол и h, α₂:

B^’=5700+56*3,24-0,09*3,24²=5880

 

При толщине бетонной стенки δ₁= 150 мм, толщине изоляции δ₂= 100 мм, λ_бетона= 1 Вт/(м²*ч*град); λ_{минераловата}= 0,034 Вт/(м²*ч*град), величина к равна:

Вт/(м²*ч*град)

Тепловые потери от метантанка в окружающую среду определяют

Расход энергии на перемешивание  субстрата в метантенке определяют по формуле:

Q_мех=g_норм•V_п.з•t_z

где g_норм – удельная нагрузка на механическую мешалку. В зависимости от размеров и угла наклона лопастей g_норм=(50…80) Вт/м³•час.

V_п.з – объём реактора заполненный субстратом, м³. V_п.з=70 м³;

t_z – продолжительность работы мешалки.

За сутки t_z=t_z'•n', где t_z' – продолжительность перемешивания за один раз, t_z'=3–5 минут;    n' – число перемешиваний, n'=6–12 раз.

Принимаем t_z'=5 мин, n'=12 получим t_z=5•12 = 60 минут =1 час/сутки.

 

Q_мех=50*70*1=3500 Вт =12,6 МДж/сут

 

Тепловая энергия, получаемая из биогаза, выделившегося за сутки:

При неполном брожении:

Q_б.г=V_пол.б•Нu_б.г

где V_пол.б=70 м³/сутки; Нu_б.г– низшая теплота сгорания биогаза Нu_б.г=29,33 МДж/м³.

 

Q_б.г=70∙29,33=2053 МДж/сут

 

Общая суточная выработка  энергии БГУ, МДж.

E_Б.Г.У=Q_б.г – Q_т.м =Q_б.г – (Q_п + Q_о.с + Q_мех).

E_Б.Г.У = 2053 – (420+36+12) = 1354 МДж

 

КПД биогазовой установки, %

_{Считая, что в год БГУ  останавливают на техническое обслуживание и текущий ремонт на 15-20 дней, экономию условного топлива, за счет полученного в течение года биогаза, можно рассчитать по формуле:}

_{, где Др.г.–дни работы БГУ в году, приближенно 345-350 дней}

 

 
Расчет ветродвигательной  установки.

Действие F_х силы на тело произвольной формы определяется по уравнению:

,

где А - сечение ветроколеса, м²;

 С_х - аэродинамический коэффициент, определяемый по графикам,

ρ–плотность воздуха, кг/м³,

υ – скорость ветра м/с.

 

Обозначим через «u» скорость вращения лопатки ветроколеса. Очевидно, относительная скорость набегающего ветра будет υ < u:

     – Если принять n=50 об/мин.

;

Тогда сила F_х будет равна:

Тогда мощность:

Отношение работы, развиваемой  движущейся поверхностью А, к энергии  ветрового потока , имеющего поперечное сечение А называется коэффициентом использования ветра:

 

 

- скорость ветра после лопатки колеса,

, принимаем приближенно 0,3 м/с

_{Тогда мощность двигателя}

 Где - коэффициент использования силы ветра, =0,3-0,5.

Отсюда можно найти  диаметр ветроколеса:

Быстроходность ветродвигателя Z:

 

 

На рисунке приведена принципиальная схема ветроагрегата:

 

Список литературы.

1. Агрегат ветроэлектрический унифицированный типа АВЭУ6-4М. Техническое описание и инструкция по эксплуатации. - М.: ВЕТРОЭН, 1986.-34 с.

2. Амерханов Р.А., Драганов Б.Х, Проектирование систем теплоснабжения сельского хозяйства. – Краснодар, 2001. – 200 с.

3. Эфендиев А.М. Нетрадиционные и вознобновляемые источники энергии. Учебное пособие, ФГОУ ВПО «Саратовский гау». Саратов, 2005.