Математичні моделі екосистем з зосередженими параметрами
У даному розділі будується математична модель процесів, що протікають в органічному середовищі в деякому замкнутому об’ємі (біореакторі), які розглядаються як динамічна система із зосередженими параметрами з урахуванням теплообміну із зовнішнім середовищем (на рис. 3.4 приводиться схема біореактору, на рис. 3.5 — схема підключення біорекатору).
Рисунок 3.4 — Схема біореактору |
Як відомо замкнутість об’єму не дає доступ кисню повітря, що важливе для життєдіяльності і розвитку даного виду мікроорганізмів, які грають основну роль в процесах, що протікають в такому середовищі. Передбачається, що гази, які утворюються при цьому, безперервно відводяться із замкнутого об’єму і використовуються в господарських цілях. Отже тиск у середині цього об’єму практично весь час залишається постійною величиною. Температура навколишнього середовища може бути постійною або мінятися залежно від погоди. При необхідності регулювання даних процесів можна створити штучне навколишнє середовище, яке дозволяло б міняти температуру у поверхні об’єкту і тим самим, шляхом нагріву і охолоджування через поверхню об’єму, управляти ними. Якщо об’єми великі і теплопередача у середині органічного середовища протікає поволі, то і у середині об’єму в певних місцях поміщаються нагрівані, які створять певний тепловий режим, сприяючий інтенсифікації процесів. Для нагріву може використовуватися частина газу, що виділяється під час біохімічних процесів, які протікають в органічному середовищі.
Рисунок 3.5 — Схема компоновки обладнання підключення біореактора |