Ko‘p qavatli binolarning vertikal chiqindi quvurlaridagi suyuqlik oqimlaridan elektr energiya hosil qilish

Kirish. So‘nggi yillarda yoqilg‘ini tashish va qayta ishlash uchun qo‘shimcha transport xarajatlari sarf qilinmasdan, ekologik toza elektr energiyani ishlab chiqarish global miqyosda dolzarb masalaga aylandi. Iqlim o‘zgarishi, atmosfera ifloslanishi va energetik xavfsizlik kabi omillar bu sohada innovatsion yondashuvlarni talab etmoqda. Shu sababli ilmiy va intellektual salohiyatni to‘liq safarbar etgan holda, iqtisodiy talab va ekologik ehtiyojlarni hisobga olib, samarali va ixcham energiya texnologiyalarini ishlab chiqish hamda amaliyotga joriy etish muhim ahamiyat kasb etadi. An’anaviy energiya ishlab chiqarish tizimlari, xususan qazib olinadigan yoqilg‘ilarga tayanadigan issiqlik elektr stansiyalari atmosferaga zararli chiqindilar chiqarib, ekologik muvozanatni buzmoqda. Masalan, ko‘mir yoki neft asosidagi elektr stansiyalarida yonish jarayoni natijasida SO₂ va boshqa issiqxona gazlari hosil bo‘ladi [1]. Shuningdek, atom elektr stansiyalari yuqori energiya samaradorligiga ega bo‘lishiga qaramasdan, ular radioaktiv chiqindilarni utilizatsiya qilish muammosini keltirib chiqaradi. Gidroelektr stansiyalar esa yirik to‘g‘onlar va suv omborlari qurilishini talab etib, mahalliy ekotizimlarga salbiy ta’sir ko‘rsatadi. Shamol generatorlari esa katta hududlar va doimiy shamol oqimiga ega joylar bilan cheklanadi. Shu bois, yuqori iqtisodiy xarajatlar va ekologik xavflarni minimallashtiruvchi, barqaror energiya ishlab chiqarish texnologiyalarini izlab topish zamonaviy ilmiy tadqiqotlarning muhim yo‘nalishiga aylangan [2]. Maqsad. Mazkur tadqiqotning asosiy maqsadi - ko‘pqavatli turar joy binolarining chiqindi (kanalizatsiya) tizimlarida harakatlanayotgan suyuqlik oqimidan mexanik energiya olish va uni generator yordamida ekologik toza elektr energiyasiga aylantirish imkoniyatini o‘rganishdan iborat. Vazifalar 1. Chiqindi suv oqimining hajmi va oqim tezligini aniqlash. 2. Quvurlarda o‘rnatiladigan mikro-gidro turbina va generator tizimining ishlash tamoyilini asoslash. 3. Tajriba natijalariga asoslanib, hosil bo‘ladigan elektr quvvat miqdorini hisoblash. 4. Qurilmaning energiya samaradorligini baholash va amaliy foydalanish sohalarini aniqlash. 5. Energiya tejamkorlik va ekologik barqarorlik jihatidan tizimning afzalliklarini ko‘rsatish. “Fan va texnologiyalar taraqqiyoti” Ilmiy-texnikaviy jurnal №1/2026 141 Mechanical engineering and energy Tadqiqot usullari. Aholi zich joylashgan yirik shaharlar va ularning atroflarida har kuni kanalizatsiya tizimlarida doimiy suyuqlik oqimi kuzatiladi. Ushbu oqimdan foydalanish orqali chiqindi suv energiyasini mexanik energiya shaklida qayta tiklash va uni elektr energiyasiga aylantirish mumkin. Qurilma chiqindi suvni tozalash bosqichidan oldin o‘rnatiladi va oqim tezligiga proporsional tarzda harakatlanuvchi mikro-gidro turbina yordamida generatorni aylantirib elektr energiya hosil qiladi. Mazkur tizimni ko‘pqavatli turar joylar va mehmonxonalardagi chiqindi quvurlarida qo‘llash orqali tarmoqdan olinayotgan elektr energiyani tejash va yangi mahalliy energiya manbai yaratish mumkin. Foydalanilgan suv miqdori Vazirlar Mahkamasining 1996-yil 30-iyuldagi 271-sonli qarori asosida aniqlanadi [3]. Quyidagi 1-jadvalda bir kishining kunlik suv sarfi ko‘rsatilgan: Kir yuvish, dush, vanna 98,4 l/sutka Kunlik tualet (yuvinish, oyoqni yuvish) 28 l/sutka Ovqat tayyorlash va ichimlik sifatida foydalanish 10 l/sutka Pol yuvish va namiqtirib artish 12 l/sutka Unitazlarni yuvish 32 l/sutka Idish-tovoq yuvish 10 l/sutka Hisobga olinmagan sarflar 19,6 l/sutka Santexnika asboblarida isrof boʻlish 60 l/sutka Jami: 270 l/sutka Shundan kelib chiqib, bir kishi tomonidan sutkada o‘rtacha 0,27 m³ suv sarflanadi. Umuman olganda, Buxoro shahrida 30 000 – 50 000 m³ chiqindi suv tozalash inshootlariga yig‘iladi. Shundan 30 000 m³ suv uchun oqim tezligi quyidagicha aniqlanadi: ko‘pqavatli uylardagi chiqindi (kanalizatsiya) quvurida harakatlanuvchi suyuqlik oqimini 1 sekunda o‘zgarishini quyidagicha hisoblaymiz: 𝑄оq.suv = 𝑉оq.suv 𝑇sutka; 𝑄оq.suv- chiqindi (kanalizatsiya) quvuridan o‘tadigan suv oqimining 1 sekunda o‘zgarishi (m3/s); 𝑉оq.suv = 30 000 m3 – bir sutkada suv tozalash inshootiga yig‘iladigan oqava suv miqdori; 𝑇sutka– ma’lumot olingan vaqt oralig‘i, sekund. Buxoro shahrida magistral (shahar bo‘yicha umumiy chiqindi suvlari) chiqindi (kanalizatsiya) quvuridan o‘tadigan suv oqimini 1 sekunda o‘zgarishini hisoblanganda quyidagi qiymat olindi. 𝑇sutka = 24 h (𝑠оаt) = 24 ∙3600 = 86400 s 𝑄оq.suv = 𝑉оq.suv 𝑇sutka = 30 000 24 ∙3600 = 0,347 m3 s ⁄ 1-rasm. Kanalizatsiya quvuriga qurilmani o‘rnatish, suyuqlikni parrakga ta’sirini o‘rganishga oid ilmiy tadqiqot ishlari tahlili bo‘yicha suratlar. Development of science and technology Scientific and technical journal №1/2026 142 Mashinasozlik va energetika Demak, Buxoro shahri bo‘yicha magistral (kanalizatsiya) quvuridagi harakatlanuvchi chiqindi suvining hajmi 30 ming m3 bo‘lgan vaqtda uning 1 sekundagi o‘rtacha o‘zgarishi 0,347 m3 s ⁄ ni tashkil etadi. Biroq, biz taklif qilayotgan qurilma, asosan ko‘pqavatli uylarning kanalizatsiya tizimida foydalanib kelinayotgan diametri 100 mm.ni tashkil etuvchi quvurga (trubaga) o‘rnatishga mo‘ljallangan. An’anaviy ko‘pqavatli uylarning 1 - qavatini balandligini 2,5 metr deb olinsa, 4 qavatli uydagi podyezd (o‘tish yo‘lagi)dagi quvurning balandligi 7,5 metrni tashkil etadi. Shu sababli, an’anaviy ko‘pqavatli uylardagi chiqindi (kanalizatsiya) suvi tushadigan diametri 100 mm bo‘lgan quvurdan,tushish balandligi ma'lum bo‘lgan holatda, ushbu quvurga o‘rnatilgan generatordan olinadigan quvvatni quyidagi formula orqali hisoblashimiz mumkin. Р𝑔𝑒𝑛= g ∙Qоq.suv ∙Нqav ∙ρ ∙η𝑔𝑒𝑛∙η𝑝𝑎𝑟𝑟𝑎𝑘; bu yerda, ρ - suyuqlik zichligi, mos xolda ρ=1100 kg/m3 deb olamiz; g- erkin tushish tezlanishi g=9,81 m/s2, Р𝑔𝑒𝑛-generator chiqishidagi quvvat, kW, Нqav - ko‘pqavatli uylarning oqava quvurlari balandligi, m (4-qavat uchun 7,5 metr); η𝑔𝑒𝑛 va η𝑝𝑎𝑟𝑟𝑎𝑘 – mos holda generator va gidroturbina foydali ish koeffisientlari (FIK), ularning o‘rtacha qiymati η𝑔𝑒𝑛=0,85, η𝑝𝑎𝑟𝑟𝑎𝑘=0,75. An’anaviy ko‘pqavatli uylardagi chiqindi (kanalizatsiya) suvi tushadigan diametri 100 mm. bo‘lgan quvuridan o‘tadigan suv oqimini 1 sekunda o‘zgarishini hisoblash uchun Buxoro shahar Q.Murtazoyev ko‘chasidagi 4-qavatdan iborat 10-uyning 2-qavatida joylashgan 27-xonadonda 1 sutkada chiqindi kanalizatsiya quvuriga qancha hajmli chiqindi suvini hajmini aniqlash maqsadida tajriba olib borildi. Jumladan, sovuq suvning 1 sutka ichidagi iste’moli hisoblagichdagi o‘zgarish orqali hisoblab chiqildi. 2-rasm. Buxoro shahar Q.Murtazoyev ko‘chasi 10-uy 27-xonadondagi sovuq suv hisoblagichi farqlarini kuzatish jarayoni va 100 mm diametrli quvur. Bir sutkada mazkur xonadonda 3 kishi 0,148-0,1 = 0,13 m3 sovuq suvdan, 0,1 m3 issiq suvdan, jami 0,23 m3 suvdan foydalanishi va chiqindi quvuriga tashlanishi ma’lum bo‘ldi. 𝑉оq.suv = 0.23 m3 𝑇sutka = 4 h (𝑠оаt) = 24 ∙3600 = 86400 s 𝑄оq.suv = 𝑉оq.suv 𝑇sutka = 0,23 24 ∙3600 = 0,000002662 m3 s ⁄ 𝑄оq.suv −0,000002662 m3 s ⁄ qiymat, bu ko‘pqavatli uyning bitta xonadoni uchun chiqindi (kanalizatsiya) quvuridan o‘tadigan suv oqimining 1 sekunda o‘rtacha o‘zgarishini ko‘rsatmoqda. “Fan va texnologiyalar taraqqiyoti” Ilmiy-texnikaviy jurnal №1/2026 143 Mechanical engineering and energy To‘rt qavatli uyning bitta podyezdida 8 dona xonadon bo‘lishini nazarga tutilsa va ushbu qiymatni 8 soniga ko‘paytirilsa ya’ni: 8∙𝑄оq.suv= 8∙0,000002662 = 0.00002196 m3 s ⁄ Demak, to‘rt qavatli uyning bitta podyezdida joylashgan sakkizta xonadondan chiqadigan va 100 mm. diametrli quvurga tashlanadigan chiqindi suv oqimidan bir sekund davomida generator orqali olinadigan quvvat istiqboli. Р𝑔𝑒𝑛= g ∙Qоq.suv ∙Нqav ∙ρ ∙η𝑔𝑒𝑛∙η𝑝𝑎𝑟𝑟𝑎𝑘= = 9,81 ∙0,000021296 ∙7,5 ∙1100 ∙0,85 ∙0,75 = 1,1 W bir soatda olinadigan energiya miqdorini quyidagi formula bilan hisoblaymiz Qоq.suv = Рgen ∙t = 1,1 ∙3600 = 3960 W ∙h. t = 1 h = 3600 s yoki Qоq.suv = 3.96 кW ∙ h Natijalar 1. Tajriba asosida 100 mm diametrli quvurda 8 xonadon chiqindisidan o‘rtacha 1,1 W quvvat hosil qilish mumkinligi aniqlandi. 2. Bir soatlik ishlashda 3,96 kWh elektr energiya hosil bo‘lishi tajriba bilan tasdiqlandi. 3. Qurilma kichik hajmli, xavfsiz va arzon bo‘lib, ichki infratuzilmaga mos ravishda integratsiya qilinadi. 4. Hosil bo‘lgan energiya yoritish tizimi, mobil qurilmalarni zaryadlash yoki past quvvatli jihozlarni ta’minlashda qo‘llanilishi mumkin. Xulosa. Taklif etilayotgan texnologiya orqali: • mavjud elektr tarmoqlarida sarf bo‘layotgan energiya tejaladi; • chiqindi suv oqimidan foydalanish orqali barqaror energiya sikli shakllantiriladi; • yangi ish o‘rinlari yaratilishiga imkon tug‘iladi; • shahar infratuzilmasida ekologik muvozanatni saqlashga hissa qo‘shiladi. Dastlabki ilmiy natijalar shuni ko‘rsatadiki, chiqindi suv oqimlaridan energiya olish jarayoni kam xarajatli, ekologik xavfsiz va uzluksiz energiya manbai sifatida istiqbolli yo‘nalishlardan biridir [4]