ANEXO C
Contents
1. una vez calculado el volumen del reactor y utilizando una relaci n espec fica entre la longitud y el radio 2 Vreactor m r R m L m Ec C 7 R es el radio y L la longitud del digestor respectivamente Figura C 1 Esquema medidas b sicas para el dimensionado de un digestor tubular C 3 Dimensionado digestor de c pula fija El dimensionado del digestor de c pula fija se basa en las siguientes ecuaciones obtenidas a partir de la publicaci n Dise o y Construcci n de Plantas de Biog s sencillas de Jos Antonio Guardado Chac n Las f rmulas se basan en el c lculo de las tres partes fundamentales de este tipo de digestores la parte c nica la cil ndrica y la esf rica Los pasos de c lculo seguidos para el dimensionado son los siguientes 1 Se calcula el volumen del reactor o volumen total Vtot a partir de los c lculos previos siguiendo las ecuaciones de la C 1 a la C 4 P g 18 2 Se calcula el radio del volumen predefinido R _ 3 vtot m3 R m N 711 x1 121 Anexos Ec C 8 1 121 es una constante obtenida experimentalmente que permite relacionar el radio b sico con el volumen total del digestor 3 Se calcula la unidad en metros U R a U m R es el radio del volumen predefinido 4 Se determina el resto de par metros a C lculo de las proporciones Radio de la c pula R m 5 x U m Di metro cilindro D m 8 U m Altura de la c pula hc m 2 x2. 2 kg de agua Se observa que la cantidad de s lidos totales ST se encuentra por debajo del valor l mite 20 30 a n as la cantidad total de ST es menor que en la relaci n 1 1 por lo tanto la producci n de biog s ser a menor ST SV ST kg d a en la mezcla ST kg Total ST Densidad kg m3 Esti rcol 16 81 68 57 10 9712 533 630 Agua 13714 2 Tabla C 5 Resumen de c lculos para una relaci n 1 2 P g 22 Anexos C 6 Bibliograf a 1 RENATO CH VEZ CAJAHUANCA Biodigestores y el protocolo de Kyoto Editorial Norma Lima 2007 2 MART HERREO J Gu a de dise o y manual de instalaci n de biodigestores familiares Biodigestores de polietileno tubular de bajo costo para tr pico valle y altiplano GTZ PROAGRO Bol via 2008 3 GUARDADO CHAC N A dise o y construcci n de plantas de biog s sencillas CUBASOLAR 2007
3. Estudio de alternativas y dimensionamiento de biodigestores para aplicaciones dom sticas en la zona rural de Nwadjahane en Mozambique P g 15 ANEXO C C LCULOS a GalculOS PrSVIOS sorteo ino EE A A pida 16 C 2 Dimensionado digestor tubular occccccccccccooconnncnnnnnccnnononannnnnnnnncnnnnnnnnos 17 C 3 Dimensionado digestor de c pula fijA oooocccccnnccccnconoonnncnnnnncnnnononannos 17 6 3 1 Tanque de COMPONSACION isvrreoarcanaiiocicc o trenes ni Era 19 C 4 Tanque de Mezcla session ias 19 C 5 Resultados obtenidos seg n la relaci n esti rcol agua ooocccncccccconncnnncnos 20 C 5 1 Biodigestor tubular ooooncccnccccccccooonncononnnonononannncnnnnnnnnononannncnnnnnnnnnnnannnnnnnnonnss 20 C 5 2 Biodigestor de c pula fijA ooooconcccnnnccccccooonnncnnnnncnnononanccnnnnnnonononannnnnnnnonnss 21 SA AAA o eo A 22 dE P g 16 Anexos C 1 C lculos previos Para poder obtener en primer lugar el volumen total de las dos plantas piloto se siguen los siguientes pasos para ambos modelos el tubular y el de c pula fija Una vez realizados estos c lculos previos se utilizan ecuaciones concretas para determinar los par metros espec ficos de dimensionado de cada digestor La producci n diaria de gas se puede calcular a partir de tres par metros 1 S lidos vol tiles G md a SV kg PE m d a kg Ec C 1 PE es la producci n espec fica de sustrato 2 Kg d
4. U m Altura de la pared hp m 3 x U m Altura del cono base ht m 0 15 D m b Vol menes parciales V1 cilindro m R m x hp m n V2 segmento esf rico m macew x 3 x R m he m V3 cono base m R m m nem c Volumen del digestor Vtot m V1 m V2 m V3 m R m m 1 121 3 Ec C 9 Ec C 10 Ec C 11 Ec C 12 Ec C 13 Ec C 14 Ec C 15 Ec C 16 Ec C 17 Ec C 18 Estudio de alternativas y dimensionamiento de biodigestores para aplicaciones dom sticas en la zona rural de Nwadjahane en Mozambique P g 19 Figura C 2 Esquema de las medidas b sicas para el dimensionado del digestor de c pula fija 3 C 3 1 Tanque de compensaci n Se calcula el volumen del tanque de compensaci n considerando que equivale a un tercio del volumen del digestor Vtc m x Vtot m Ec C 19 El radio del tanque de compensaci n es igual al radio del volumen predefinido R Se calcula la altura del tanque de compensaci n considerando que el tanque es cil ndrico Vtc m3 TR m htc m Ec C 20 Se dejar un margen de 20 cm en la parte superior del tanque Se calcula la altura total del tanque de compensaci n como h total tc m htc m 0 2 m Ec C 21 3 C 4 Tanque de mezcla Se calcula el volumen del tanque de mezcla como el volumen de entrada diario del digestor la suma del agua y el esti rcol sobredimen
5. e biomasa G m d a B kg PE m d a kg Ec C 2 PE es la producci n espec fica de biomasa y B la cantidad de biomasa en kg 3 Producci n est ndar de gas por unidad de animal G md a n de cabezas PE m d a unidad Ec C 3 PE es la producci n espec fica por animal 1 En este proyecto en concreto se parte de la producci n diaria de gas necesaria para cocinar las familias escogidas y del potencial de biog s obtenido a partir de la bibliograf a A partir de estos datos se extrae la cantidad de biomasa B en kg La cantidad de carga diaria se calcula a partir de la siguiente expresi n considerando que el volumen de agua diario se puede obtener de la relaci n esti rcol agua una vez calculada la cantidad de biomasa requerida SD md a B A m d a Ec C 4 B es el volumen diario de biomasa y A el volumen diario de agua El volumen de digesti n se calcula como VD m TR d as SD m d a Ec C 5 TR es el tiempo de retenci n en d as y SD es la cantidad de carga Estudio de alternativas y dimensionamiento de biodigestores para aplicaciones dom sticas en la zona rural de Nwadjahane en Mozambique P g 17 El volumen del reactor se puede calcular a partir del volumen de digesti n como Vreactor m VD m VD m Ec C 6 VD es el volumen de digesti n 1 C 2 Dimensionado digestor tubular Para el c lculo del radio y la longitud del digestor se utiliza la siguiente ecuaci n
6. nes dom sticas en la zona rural de Nwadjahane en Mozambique P g 21 Relaci n 1 3 La tabla C 3 muestra los valores calculados para una relaci n en masa de 1 3 es decir si la mezcla de entrada se compone por 1 kg de esti rcol y 3 kg de agua Se observa que la cantidad de s lidos totales ST se encuentra por debajo del valor l mite Es la relaci n m s utilizada y con mejores resultados para estos tipos de digestores ST a SV ST kg d a en la mezcla ST kg Total ST Densidad kg m3 Esti rcol 16 3s v 272 4 eo BE oo E VE IE E EE Tabla C 3 Resumen de c lculos para una relaci n 1 3 C 5 2 Biodigestor de c pula fija Relaci n 1 1 La tabla C 4 muestra los valores calculados para una relaci n en masa de 1 1 es decir si la mezcla de entrada se compone por 1 kg de esti rcol y 1 kg de agua Se observa que la cantidad de s lidos totales ST se encuentra por debajo del valor l mite 20 30 Se toma esta relaci n esti rcol agua aplicada de manera satisfactoria en otros casos experimentales para este tipo de digestores ST SV ST kg d a en la mezcla ST kg Total ST Densidad kg m3 Esti rcol 16 81 6857 10 9712 8 630 Agua 685 5 Tabla C 4 Resumen de c lculos para una relaci n 1 1 Relaci n 1 2 La tabla C 5 muestra los valores calculados para una relaci n en masa de 1 1 es decir si la mezcla de entrada se compone por 1 kg de esti rcol y
7. sionando un 15 P g 20 Anexos V agua dm V esti rcol dm gt y 3 1 Vtm m 1000 15 Ec C 22 Se calcula el radio del tanque de mezcla en funci n de su altura y volumen n Vtm m Kn htc m x TT Ec C 23 3 C 5 Resultados obtenidos seg n la relaci n esti rcol agua C 5 1 Biodigestor tubular Relaci n 1 1 La tabla C 1 muestra los valores calculados para una relaci n en masa de 1 1 es decir si la mezcla de entrada se compone por 1 kg de esti rcol y 1 kg de agua Se observa que la cantidad de s lidos totales ST se encuentra en el valor l mite La relaci n esti rcol agua no es la adecuada para este tipo de digestor ST SV ST kg d a en la mezcla ST Kg Total ST Densidad kg m3 ada 630 a SS Tabla C 1 Resumen de c lculos para una relaci n 1 1 Relaci n 1 2 La tabla C 2 muestra los valores calculados para una relaci n en masa de 1 2 es decir si la mezcla de entrada se compone por 1 kg de esti rcol y 2 kg de agua Se observa que la cantidad de s lidos totales ST se encuentra por debajo del valor l mite a n as mucha de la bibliograf a consultada coincide en que esta relaci n ha comportado problemas en casos experimentales ST SV ST kg d a en la mezcla ST kg Total ST Densidad kg m3 630 AOS Tabla C 2 Resumen de c lculos para una relaci n 1 2 Estudio de alternativas y dimensionamiento de biodigestores para aplicacio
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