Динаміка руху складових субстрату в обертових реакторах

Abstract

У результаті проведених наукових досліджень запропоновано ряд технічних рішень, які дозволяють усунути розшарування біомаси за рахунок забезпечення перемішування шарів біомаси із використанням занурених обертових біореакторів. Теоретично встановлено параметри руху мінеральних та органічних частинок біомаси в об'ємі біореактора у процесі його обертання. На основі класичних рівнянь руху створено математичну модель, що описує рух складових субстрату всередині реактора. Також створено комп'ютерну модель, яка дозволяє графічно відобразити траєкторії руху частинок біомаси всередині реактора, знайти швидкості переміщення та встановити інтенсивність перемішування компонентів біомаси. На основі розробленої математичної моделі встановлено раціональні значення кутової швидкості обертового реактора та його конструктивні параметри із врахуванням необхідної інтенсивності перемішування частинок біомаси в об'ємі реактора. Пропоновані рівняння можуть бути використані для розрахунку широкого спектра ротаційних змішувачів, що оснащенні лопатками.

В результате проведенных научных исследований предложен ряд технических решений, которые позволяют устранить расслоение биомассы за счет обеспечения перемешивания слоев биомассы с использованием погруженных вращающихся биореакторов. Теоретически установлены параметры движения минеральных и органических частиц биомассы в объеме биореактора в процессе его вращения. На основе классических уравнений движения создана математическая модель, описывающая движение составляющих субстрата внутри реактора. Также создана компьютерная модель, позволяющая графически отобразить траектории движения частиц биомассы внутри реактора, найти скорости перемещения и установить интенсивность перемешивания компонентов биомассы. На основе разработанной математической модели установлены рациональные значения угловой скорости вращающегося реактора и его конструктивные параметры с учетом необходимой интенсивности перемешивания частиц биомассы в объеме реактора. Предлагаемые уравнения могут быть использованы для расчета широкого спектра ротационных смесителей, оснащенных лопатками.

As a result of scientific research proposed a number of technical solutions that allow eliminate the stratification of biomass by providing biomass mixing layers with the use immersed rotating bioreactors. Theoretically established movement parameters of mineral and organic particles of biomass in the bioreactor volume in the process of rotation. On the basis of classical equations of motion created a mathematical model that describes the movement of the substrate components inside the reactor. Also, created a computer model to graphically display the trajectory of particles biomass inside the reactor, find the velocity and intensity of mixing components to install biomass. On the basis of a mathematical model established rational determination of the angular velocity of the rotating reactor and its design parameters with regard to the required intensity of mixing biomass particles in the volume of the reactor. The proposed equation can be used to calculate a wide range of rotary mixers that equipping blades.