МЕТОДИКА ВИЗНАЧЕННЯ ПАРАМЕТРІВ ГІДРОМЕХАНІЧНОЇ МІШАЛКИ БІОГАЗОВОЇ УСТАНОВКИ

Анотація

Серед комплексу актуальних інженерних завдань під час розроблення малогабаритних біогазових установок, доступних для впровадження в умовах фермерських господарств і малих аграрних підприємств, важливе місце посідає створення надійних і порівняно дешевих систем перемішування маси, оскільки від цієї операції значною мірою залежить ефективність роботи установки у цілому. Мета даного дослідження – обґрунтувати принципову схему гідромеханічної мішалки комбінованої дії, сформулювати теоретичні положення та методику розрахунку її основних параметрів і визначити подальші етапи розроблення системи перемішування. Під час проєктування системи перемішування субстрату ключовими етапами є такі: визначення типу мішалки з урахуванням в'язкості, густини фракційного складу субстрату; розрахунок розмірів елементів, необхідної швидкості обертання, потужності приводу з урахуванням геометрії метантенка; вибір матеріалів, стандартних деталей та серійних виробів, що відповідають хімічним властивостям субстрату та умовам експлуатації (наприклад, корозійностійкість). При цьому на всіх етапах слід ураховувати вимоги забезпечення належної якості перемішування, надійності та доступності технічного обслуговування, дотримання ергономічних, екологічних і безпекових умов. Для перемішування субстрату переважно застосовуються механічні мішалки різних типів, кожна з яких досить ефективно працює у певних діапазонах в’язкості субстрату, але спільною особливістю їх є те, що вони створюють локальні зони надмірної швидкості перемішування. Через це спільним недоліком механічних мішалок є недостатньо якісне перемішування маси по всьому об’єму реактора, а також проблематичність надійного і безпечного приводу. У Подільському державному університеті розроблено схему багатосекційної біогазової установки, у якій для перекачування маси між секціями передбачено застосування одного фекального насоса, який слугує також для приводу гідрореактивної мішалки. Установлено, що для забезпечення належної якості роботи мішалки потрібно доповнити її вертикальними змішувальними елементами (щитками), а розрахунок проводити виходячи з технологічно припустимої швидкості перемішування Для цього розроблено методику послідовного розрахунку необхідної колової швидкості лопаті (залежно від розмірів її дії та в’язкості субстрату), частоти обертання мішалки, зусилля та крутний момент для її приводу. На підставі цих даних далі проводяться гідравлічні розрахунки системи подачі субстрату: потрібної швидкості витікання струменю через сопла, розхід субстрату, діаметри каналів, загальну подачу, напір і потужність приводу фекального насоса. Таким чином, особливістю цієї методики є те, що вона поєднує механічні та гідравлічні розрахунки і може слугувати основою для розроблення алгоритму автоматизованого проєктування біогазових установок.