На этапе планирования строительства биогазовой станции существует необходимость предварительной оценки стоимости ее компонентов, одним из которых является реактор. Реактор — ядро биостанции, герметичный резервуар, где происходит расщепление сырья при отсутствии воздуха и выделяется биогаз [1]. При проектировании реактора необходимо вычисление его геометрических и конструкционных параметров, для чего программные средства являются наиболее предпочтительными, так как имеется возможность учитывать большинство параметров. Возникает цель исследования: обеспечение программными средствами проектных компаний и частных фермерских хозяйств для расчета параметров биоэнергетических станций. Из цели можно выделить задачу — создание программного обеспечения, способного рассчитывать геометрические и конструкционные параметры металлических биогазовых реакторов.
Ниже предложен расчет реактора цилиндрической формы. Цилиндрические реакторы более компактны, имеют выгодное соотношение площади к объему, что уменьшает затраты материалов и теплопотери. Они не ограничены в своих объемах, на сегодняшний день можно строить реакторы с объемом до 6000м³ [2]. Чтобы иметь возможность оценить затраты на постройку реактора, необходимо выполнить расчет его геометрических и конструкционных параметров. Для решения этих задач была разработана программа (рис. 1).
Программа написана на языке C# (СИ ШАРП) для ОС семейства Windows и позволяет выполнять расчеты для реакторов с объемом до 1000м³.
Объем реактора — Vr — величина, которая будет зависеть от количества и вида животных, содержащихся на ферме [8]. Предположим, что на ферме имеется поголовье КРС. Усредненный суточный выход навоза примем m = 55 кг с головы плотностью ρ = 980,1кг/м³ [5], примем плотность субстрата ρ = 980кг/м³. Внесем эти значения в окно «Параметры» программы (рис. 2).
Затем укажем численность поголовья, примем n = 11 200. После выполним в программе расчет геометрических параметров реактора. Объем реактора — Vr будет вычислен по следующим формулам: