Nghiên cứu các yếu tố ảnh hưởng đến độ chênh áp suất của thiết bị trao đổi nhiệt thiết kế theo biên dạng thân cây bông súng đồ án tốt nghiệp ngành công nghệ kỹ thuật nhiệt

Đồ Án Tốt Nghiệp GVHD: TS Lê Xn Hịa TĨM TẮT Ngày nhu cầu sử dụng thiết bị đại, tiện lợi ngày tăng Bên cạnh việc tạo sản phẩm nhỏ gọn, tiết kiệm chi phí, tối ưu q trình hoạt động ln ưa chuộng Do đó, nhóm em hướng dẫn TS Lê Xuân Hòa thực nghiên cứu độ chênh áp suất thiết bị trao đổi nhiệt kênh mini, với mong muốn tìm phương pháp tối ưu áp suất Quá trình nghiên cứu nhóm chúng em thực theo nghiên cứu nhóm trước thiết bị trao đổi nhiệt thiết kế theo biên dạng thân súng[20] Để thuận lợi cho trình nghiên cứu gia cơng chúng em dùng phương pháp Dimensionless Scaling[21] phóng kích thước thiết bị trao đổi nhiệt lên lần so với kích thước mơ ban đầu[20] Từ chúng em tạo sản phẩm máy in 3D sản phẩm CNC Đồng thời áp dụng phương pháp Taguchi vào việc phân tích yếu tố xử lý số liệu Ngồi chúng em cịn sử dụng thêm phần mềm hỗ trợ: Autodesk Inventor, Minitab, Repetier Host … Sau nghiên cứu phân tích liệu đạt từ kết thực nghiệm nhóm chúng em có kết luận sau: - Sản phẩm từ máy in 3D-V2 C-GEN sử dụng nhựa PLA khơng đủ kín để làm thí nghiệm kiểm tra độ chênh áp suất Thay vào nhóm sử dụng thiết bị trao đổi nhiệt gia cơng CNC để tiếp tục thí nghiệm - Dựa vào phương pháp Taguchi với bảng tính tốn Anova phần mềm Minitab 19 cho kết lưu lượng bơm (P3) yếu tố ảnh hưởng lớn đến độ chênh áp suất sản phẩm - Dựa vào kết phân tích xây dựng mơ hình tối ưu (càng nhỏ tốt) cho độ chênh áp suất với yếu tố là: P11-P23-P31, kết kiểm chứng đạt sau q trình thí nghiệm với hiệu áp suất: 𝜟𝑷 = 𝟎 𝟏𝟐𝟖 − 𝟎 𝟎𝟓𝟐 = 𝟎 𝟎𝟕𝟔 kg/cm2 = 7455.6 Pa Trang ii Đồ Án Tốt Nghiệp GVHD: TS Lê Xuân Hòa So sánh với kết mô nghiên cứu trước độ chênh áp suất (𝜟𝑷 = 𝟗𝟓𝟓𝟕 𝑷𝒂) kết nghiên cứu chúng em nhỏ 22%, kết khả quan cho nghiên cứu sau Trang iii Đồ Án Tốt Nghiệp GVHD: TS Lê Xuân Hòa MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN i TÓM TẮT ii MỤC LỤC iv CÁC KÍ HIỆU VIẾT TẮT vii MỤC LỤC HÌNH viii MỤC LỤC BẢNG x CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 1.1 Giới thiệu đề tài nghiên cứu 1.1.1 Giới thiệu in 3D [01] 1.1.2 Giới Thiệu Về CNC[03] 1.1.3 Giới thiệu súng 1.2 Đối tượng ứng dụng công nghệ 1.2.1 Đối Tượng 1.2.2 Ứng dụng công nghệ in 3D 1.2.3 Ứng dụng công nghệ CNC[07] 15 1.3 Phương hướng nghiên cứu 16 1.3.1 Các nghiên cứu giới 16 1.3.2 Các nghiên cứu nước 17 1.4 Lý chọn đề tài nghiên cứu 17 1.4.1 Mục đích nghiên cứu 17 1.4.2 Đối tượng nghiên cứu 18 1.4.3 Phạm vi nghiên cứu 18 CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT VÀ THIẾT LẬP THỰC NGHIỆM 19 2.1 Cơ sở lý thuyết Các công nghệ in 3D[15] 19 2.1.1 Công nghệ in 3D Binder Jetting 19 2.1.2 Công nghệ in 3D FDM 21 2.1.3 Công nghệ in 3D SLA 23 2.1.4 Công nghệ in 3D SLS 25 Trang iv Đồ Án Tốt Nghiệp GVHD: TS Lê Xn Hịa 2.1.5 Lựa Chọn Cơng Nghệ In 3D 26 2.1.6 Công Nghệ In 3D FDM 26 2.2 Vật liệu in 3D[16] 28 2.2.1 Các loại vật liệu nhựa 28 2.2.2 Vật liệu kim loại 29 2.2.3 Vật liệu Graphite Graphene 30 2.2.4 Vật liệu cho ngành nghề đặc biệt 31 2.2.5 Chọn vật liệu in 3D 32 2.2.6 Đặc điểm tính chất PLA 34 2.3 Giới thiệu máy in 3D-V2 C-Gen lý chọn máy 35 2.3.1 Máy in 3D-V2 C-Gen[17] 35 2.3.2 Những lí nên chọn máy in 3D - V2 C-Gen 37 2.4 Công nghệ CNC 38 2.4.1 Máy CNC phân loại dựa hệ điều khiển 38 2.4.2 Ưu điểm cắt CNC 38 2.4.3 Một số nhược điểm CNC 39 2.4.4 Kỹ thuật cắt CNC ngày đại, xác 39 2.5 Thiết lập thực nghiệm 40 2.5.1 Phương pháp Taguchi [18] 40 2.5.2 Phần mềm Minitab[19] 51 CHƯƠNG 3: CƠ SỞ THỰC NGHIỆM VÀ XỬ LÍ SỐ LIỆU 54 3.1 Xây dựng Model 54 3.1.1 Giới thiệu phần mềm Autodesk Inventor[22] 56 3.1.2 Xây dựng model phần mềm Autodesk Inventor Professional 2020 57 3.2 Thí nghiệm in 3D 61 3.2.1 Các thiết bị thí nghiệm 63 3.2.2 Tiến hành thí nghiệm 67 3.2.3 Hình ảnh sản phẩm in 3D 72 3.2.4 Kết thí nghiệm độ chênh áp thiết bị trao đổi nhiệt in 3D: 74 3.3 Thí nghiệm thực tế với trao đổi nhiệt gia công CNC 77 3.3.1 Cơ sở thí nghiệm độ chênh áp thiết bị trao đổi nhiệt CNC nhôm: 78 Trang v Đồ Án Tốt Nghiệp GVHD: TS Lê Xn Hịa 3.3.2 Kết thí nghiệm độ chênh áp thiết bị trao đổi nhiệt CNC nhôm: 80 3.4 Xử lí số liệu 81 3.4.1 Xử lý số liệu theo Taguchi 81 3.4.2 Xử lý số liệu Minitab 19 85 3.4.3 Kiểm tra lại thực nghiệm kết hợp tối ưu 87 CHƯƠNG 4: KẾT LUẬN 88 4.1 Kết luận 88 4.2 Kiến nghị 88 TÀI LIỆU THAM KHẢO 90 Trang vi Đồ Án Tốt Nghiệp GVHD: TS Lê Xn Hịa CÁC KÍ HIỆU VIẾT TẮT ➢ i: số thứ tự thí nghiệm (Experiment number) ➢ u: số thứ tự thử nghiệm (Trial number) ➢ Ni: số thử nghiệm thí nghiệm thứ i (Number of trials for experiment i) ➢ 𝑥̅ : Trung bình chung mẫu ➢ SN: Signal Noise Ratio ➢ 𝑆𝑆1 : Độ lệch phương nhóm ➢ 𝑆𝑆2 : Độ lệch phương nhóm ➢ 𝑆𝑆𝑘 : Độ lệch phương nhóm k ➢ 𝑆𝑆𝑇: Tổng độ lệch bình phương chung ➢ 𝑆𝑆𝐾: Tổng độ lệch bình phương nhóm ➢ 𝑆𝑆𝐻: Tổng độ lệch bình phương nhóm ➢ 𝑆𝑆𝐸: Tổng độ lệch bình phương phần dư ➢ 𝑆𝑆𝑊: Tổng lệch phương ➢ MSW: Phương sai nội nhóm ➢ MSB: Phương sai nhóm ➢ MSK: Phương sai nhóm (cột) ➢ MSH: Phương sai khối (hàng) ➢ MSE: Phương sai phần dư ➢ Trial: Thử nghiệm ➢ Mean: Trung bình thí nghiệm ➢ TN: Thí nghiệm ➢ Lv: mức độ (levels) Trang vii Đồ Án Tốt Nghiệp GVHD: TS Lê Xn Hịa MỤC LỤC HÌNH Hình 1.1: Giới thiệu in 3D [02] Hình 1.2: Cơng nghệ CNC xu hướng hàng đầu nay[03] Hình 1.3: Ứng dụng in 3D ngành vũ trụ[04] Hình 1.4: Phụ tùng in 3D [05] Hình 1.5: Máy in 3D không trọng lực[05] Hình 1.6: Bánh hamburger in 3D[06] Hình 1.7: Bánh pizza in 3D[06] Hình 1.8: Quá trình in 3D mẫu bánh pizza[06] Hình 1.9: Sản phẩm ôtô in 3D[06] Hình 1.10: Các chi tiết nhỏ in 3D[06] Hình 1.11: Khung xe tơ in 3D[06] 10 Hình 1.12: Máy in 3D in mạch điện tử[06] 12 Hình 1.13: Cánh quạt động Turbine khí cơng nghệ in 3D[06] 13 Hình 1.14: Khẩu súng bắn đạn thật sản xuất công nghệ in 3D[06] 14 Hình 1.15: Các phận thể sử dụng công nghệ in 3D[06] 15 Hình 2.1: Sản phẩm Cơng nghệ in 3D Binder Jetting[15] 19 Hình 2.2: Sản phẩm công nghệ in 3D FDM SLA[15] 21 Hình 2.3: Cấu tạo nguyên lý hoạt động FDM[15] 22 Hình 2.4: Sản phẩm cơng nghệ in 3D SLA FDM[15] 23 Hình 2.5: Sản phẩm Cơng nghệ in 3D SLS[15] 25 Hình 2.6: Vật liệu nhựa sử dụng cơng nghệ in 3D[16] 29 Hình 2.7: Khung xe đạp in máy in 3D[16] 29 Hình 2.8: Vách ngăn graphene octet in 3D hoa dâu tây [16] 30 Hình 2.9: Bộ chén in 3D vật liệu gốm[16] 31 Hình 2.10: Van tim in mực in tổ hợp alginate, tế bào trơn tế bào kẽ van[16] 31 Hình 2.11: Máy in thực phẩm 3D[16] 32 Hình 2.12: Máy in C-Gen[17] 35 Hình 2.13: Khung máy[17] 36 Hình 2.14: Đầu phun E3D-V6[17] 36 Hình 2.15: Trục vít-me máy[17] 37 Hình 2.16: Hình ảnh CNC[07] 39 Hình 2.17: Phần mềm Minitab 19 52 Hình 2.18: Vẽ đồ thị phần mềm Minitab 19 52 Hình 2.19: Chức ANOVA Minitab 19 53 Hình 3.1: Hình Model tối ưu áp suất 54 Hình 3.2 Hình minh họa trao đổi nhiệt ban đầu sau thu phóng[21] 55 Trang viii Đồ Án Tốt Nghiệp GVHD: TS Lê Xn Hịa Hình 3.3: Mơ hình thiết bị trao đổi nhiệt xây dựng phần mềm Autodesk Inventor 2020 57 Hình 3.4: Các thơng số kích thước khối ống đa diện 57 Hình 3.5: Các thơng số kích thước khối ống đa diện 58 Hình 3.6: Kích thước kênh 58 Hình 3.7: Kích thước bên khối ống đa diện 59 Hình 3.8: Các thơng số kích thước cổ góp 59 Hình 3.9: Các thơng số kích thước cổ góp 60 Hình 3.10: Các thơng số kích thước cổ góp 60 Hình 3.11: Máy in 3D C-Gen 63 Hình 3.12: Thiết bị trao đổi nhiệt 63 Hình 3.13: Máy bơm áp lực Mini 64 Hình 3.14: Chiết áp 64 Hình 3.15: Lưu lượng kế 65 Hình 3.16: Đồng hồ đo áp suất 66 Hình 3.17: Màn hình hiển thị 67 Hình 3.18: Màn hình hiển thị để in từ thẻ nhớ 68 Hình 3.19: Màn hình hiển thị chọn file in 68 Hình 3.20: Màn hình hiển thị chuẩn bị in 68 Hình 3.21: Màn hình hiển thị trở home 69 Hình 3.22: Màn hình hiển thị vơ hiệu hóa DC 69 Hình 3.23: Màn hình hiển thị hạ nhiệt độ 69 Hình 3.24: Màn hình hiển thị di chuyển trục 70 Hình 3.25: Màn hình hiển thị trục di chuyển 70 Hình 3.26: Màn hình hiển thị đùn nhựa 70 Hình 3.27: Màn hình hiển thị cài đặt 71 Hình 3.28: Màn hình hiển thị chọn nhiệt độ 71 Hình 3.29: Màn hình hiển thị nhiệt độ Nozzle 71 Hình 3.30: Màn hình hiển thị chờ nhiệt độ tăng 71 Hình 3.31: Thiết bị trao đổi nhiệt khơng kín 74 Hình 3.32: Thiết bị in bị tróc lớp 76 Hình 3.33: Thiết bị in bị tróc lớp 76 Hình 3.34: Sơ đồ ngun lý thí nghiệm hình thiết bi trao đổi nhiệt gia công CNC[25] 77 Hình 3.35: Bố trí thí nghiệm với sản phẩm CNC 78 Hình 3.36: Biểu đồ ảnh hưởng theo giá trị Mean 86 Hình 3.37: Biểu đồ SN áp suất 86 Hình 3.38 Kết đo áp suất đầu vào đầu theo yếu tố tối ưu kí hiệu 87 Trang ix Đồ Án Tốt Nghiệp GVHD: TS Lê Xuân Hòa MỤC LỤC BẢNG Bảng 2.1: So sánh vật liệu ABS, PLA PVA 33 Bảng 2.2: Thông số kĩ thuật máy in C-Gen[17] 35 Bảng 2.3: Bảng Taguchi L9 43 Bảng 2.4: Bảng thông số lựa chọn bảng Taguchi[18] 46 Bảng 2.5: Bảng tiêu chuẩn với giá trị trung bình TN[18] 47 Bảng 2.6: Bảng thí nghiệm tiêu chuẩn với giá trị SN[18] 48 Bảng 2.7: Bảng giá trị trung bình tỷ số SN[18] 49 Bảng 2.8: Kết mô với giá trị Means [18] 49 Bảng 3.1: Số liệu kích thước ống đa diện tối ưu theo áp suất 54 Bảng 3.2: Bảng thu gọn tham số tỷ lệ[21] 55 Bảng 3.3: Số liệu kích thước ống đa diện tối ưu theo áp suất sau nhân tỉ lệ lần 56 Bảng 3.4: Chọn yếu tố cho thí nghiệm model in 3D 61 Bảng 3.5: Chọn mức độ yếu tố cho thí nghiệm model in 3D 61 Bảng 3.6: Bảng thông số lựa chọn bảng Taguchi 61 Bảng 3.7: Bảng Taguchi L9 62 Bảng 3.8: Bảng ấn định thông số vào Taguchi L9 62 Bảng 3.9: Bảng thí nghiệm theo Taguchi cho model in 3D 74 Bảng 3.10: Các lỗi in máy in 3D 75 Bảng 3.11: Mức độ yếu tố ảnh hưởng đến độ chênh áp thiết bị trao đổi nhiệt CNC nhôm 78 Bảng 3.12: Bảng Taguchi L9 79 Bảng 3.13: Bảng ấn định thông số yếu tố 79 Bảng 3.14: Kết thí nghiệm độ chênh áp thiết bị trao đổi nhiệt CNC nhôm 80 Bảng 3.15: Bảng thí nghiệm số liệu thu thập theo mean 81 Bảng 3.16: Phân tích S/N cho áp suất 83 Bảng 3.17: Giá trị trung bình theo tỷ số SN 85 Bảng 3.18: Bảng tính tốn Anova từ Minitab 19 85 Bảng 3.19: Kết thực nghiệm kiểm tra 87 Trang x Đồ Án Tốt Nghiệp GVHD: TS Lê Xuân Hòa Trang xi Đồ Án Tốt Nghiệp GVHD: TS Lê Xn Hịa 3.3 Thí nghiệm thực tế với trao đổi nhiệt gia cơng CNC Hình 3.34: Sơ đồ ngun lý thí nghiệm hình thiết bi trao đổi nhiệt gia cơng CNC[25] Trang 77 Đồ Án Tốt Nghiệp GVHD: TS Lê Xn Hịa Hình 3.35: Bố trí thí nghiệm với sản phẩm CNC 3.3.1 Cơ sở thí nghiệm độ chênh áp thiết bị trao đổi nhiệt CNC nhôm: Bảng 3.11: Mức độ yếu tố ảnh hưởng đến độ chênh áp thiết bị trao đổi nhiệt CNC nhôm Yếu tố Mức độ Tên P1 Loại Lưu Chất Nước Rượu 20 % Rượu 10% P2 Nhiệt độ phòng 20 24 28 P3 Lưu Lượng Nước 1.5 2.5 Trang 78 Đồ Án Tốt Nghiệp GVHD: TS Lê Xuân Hòa Bảng 3.12: Bảng Taguchi L9 TN P1 P2 P3 1 1 2 3 2 2 3 3 Bảng 3.13: Bảng ấn định thông số yếu tố STT P1 Nước P2 20 P3 1.5 Nước 24 Nước 28 2.5 Rượu 20% (R20) 20 Rượu 20% (R20) 24 2.5 Rượu 20% (R20) 28 1.5 Rượu 10% (R10) 20 2.5 Rượu 10% (R10) 24 1.5 Rượu 10% (R10) 28 Trang 79 Đồ Án Tốt Nghiệp GVHD: TS Lê Xn Hịa 3.3.2 Kết thí nghiệm độ chênh áp thiết bị trao đổi nhiệt CNC nhôm: - Mỗi thí nghiệm thí nghiệm lần - Mỗi thí nghiệm ứng với áp suất (kg/cm2) đầu đẩy đầu hút Bảng 3.14: Kết thí nghiệm độ chênh áp thiết bị trao đổi nhiệt CNC nhôm TN P1 P2 P3 Các Yếu Tố Thí Nghiệm N 19.2 1.5 N 23.3 N 27.5 2.5 R20 19 R20 23.1 2.5 R20 27.8 1.5 R10 19.2 2.5 R10 23.3 1.5 R10 28.1 P.in P.out ∆P 2 (kg/cm ) (kg/cm ) (kg/cm2) Kết Quả Thí Nghiệm 0.15 0.06 0.09 0.14 0.06 0.08 0.14 0.06 0.08 0.36 0.14 0.22 0.34 0.14 0.2 0.32 0.14 0.18 0.2 0.09 0.11 0.2 0.08 0.12 0.2 0.09 0.11 0.28 0.12 0.16 0.28 0.12 0.16 0.3 0.12 0.18 0.43 0.17 0.26 0.42 0.18 0.24 0.42 0.18 0.24 0.16 0.07 0.09 0.16 0.07 0.09 0.16 0.07 0.09 0.38 0.16 0.22 0.38 0.16 0.22 0.39 0.16 0.23 0.2 0.09 0.11 0.2 0.08 0.12 0.2 0.09 0.11 0.29 0.13 0.16 0.3 0.14 0.16 0.3 0.13 0.17 Trang 80 Đồ Án Tốt Nghiệp GVHD: TS Lê Xuân Hịa 3.4 Xử lí số liệu 3.4.1 Xử lý số liệu theo Taguchi Bảng 3.15: Bảng thí nghiệm số liệu thu thập theo mean TN P1 P2 P3 N N N R20 R20 R20 R10 R10 R10 20 24 28 20 24 28 20 24 28 1.5 2.5 2.5 1.5 2.5 1.5 Trial1 Trial2 Trial3 Mean 2 (kg/cm ) (kg/cm ) (kg/cm ) (kg/cm2) 0.09 0.22 0.11 0.16 0.26 0.09 0.22 0.12 0.16 0.08 0.2 0.12 0.16 0.24 0.09 0.22 0.11 0.16 0.08 0.18 0.11 0.18 0.24 0.09 0.23 0.11 0.17 0.083 0.2 0.113 0.167 0.247 0.09 0.223 0.113 0.163 Tính giá trị trung bình thí nghiệm: 𝑀𝑒𝑎𝑛𝑠 = 𝑇𝑟𝑖𝑎𝑙1 + 𝑇𝑟𝑖𝑎𝑙2 + 𝑇𝑟𝑖𝑎𝑙3 𝑀𝑒𝑎𝑛𝑠1 = 0.09 + 0.08 + 0.08 = 0.083 𝑀𝑒𝑎𝑛𝑠2 = 0.22 + 0.20 + 0.18 = 0.200 𝑀𝑒𝑎𝑛𝑠3 = 0.11 + 0.12 + 0.11 = 0.113 𝑀𝑒𝑎𝑛𝑠4 = 0.16 + 0.16 + 0.18 = 0.167 𝑀𝑒𝑎𝑛𝑠5 = 0.26 + 0.26 + 0.24 = 0.253 𝑀𝑒𝑎𝑛𝑠6 = 0.09 + 0.09 + 0.09 = 0.090 𝑀𝑒𝑎𝑛𝑠7 = 0.22 + 0.22 + 0.23 = 0.223 Trang 81 Đồ Án Tốt Nghiệp GVHD: TS Lê Xuân Hòa 𝑀𝑒𝑎𝑛𝑠8 = 0.11 + 0.12 + 0.11 = 0.113 𝑀𝑒𝑎𝑛𝑠9 = 0.16 + 0.16 + 0.17 = 0.163 Tính tỷ số SN thí nghiệm: Tối ưu độ chênh áp thiết bị để áp suất thấp tốn cực tiểu Với tốn cực tiểu, tính S/N theo cơng thức: 𝑁𝑖 SN𝑖 = −10log ∑ 𝑢=1 𝑦̄𝑢 𝑁𝑖 Trong đó: ▪ i: số thứ tự thí nghiệm (Experiment number) ▪ u: số thứ tự thử nghiệm (Trial number) ▪ Ni: số thử nghiệm thí nghiệm thứ i (Number of trials for experiment i) • Thí nghiệm 1: 𝑆𝑁1 = −10 𝑙𝑜𝑔 (𝑇𝑟𝑖𝑎𝑙1 )2 + (𝑇𝑟𝑖𝑎𝑙2 )2 + (𝑇𝑟𝑖𝑎𝑙3 )2 0.092 + 0.082 + 0.082 = −10𝑙𝑜𝑔 = 21.5697 • Thí nghiệm 2: 𝑆𝑁2 = −10𝑙𝑜𝑔 0.222 + 0.22 + 0.182 = 13.9505 • Thí nghiệm 3: 0.112 + 0.122 + 0.112 𝑆𝑁3 = −10𝑙𝑜𝑔 = 18.9053 Trang 82 Đồ Án Tốt Nghiệp GVHD: TS Lê Xn Hịa • Thí nghiệm 0.162 + 0.182 + 0.162 𝑆𝑁4 = −10𝑙𝑜𝑔 = 15.5491 • Thí nghiệm 0.262 + 0.242 + 0.242 𝑆𝑁5 = −10𝑙𝑜𝑔 = 12.1515 • Thí nghiệm 0.092 + 0.092 + 0.092 𝑆𝑁6 = −10𝑙𝑜𝑔 = 20.9151 • Thí nghiệm 0.222 + 0.222 + 0.232 𝑆𝑁7 = −10𝑙𝑜𝑔 = 13.019 • Thí nghiệm 0.112 + 0.122 + 0.112 𝑆𝑁8 = −10𝑙𝑜𝑔 = 18.9053 • Thí nghiệm 0.162 + 0.162 + 0.172 𝑆𝑁9 = −10𝑙𝑜𝑔 = 15.7349 Bảng 3.16: Phân tích S/N cho áp suất TN P1 N N N R20 R20 R20 R10 R10 R10 P2 20 24 28 20 24 28 20 24 28 P3 1.5 2.5 2.5 1.5 2.5 1.5 Trial1 0.09 0.22 0.11 0.16 0.26 0.09 0.22 0.12 0.16 Trial2 0.08 0.2 0.12 0.16 0.24 0.09 0.22 0.11 0.16 Trial3 0.08 0.18 0.11 0.18 0.24 0.09 0.23 0.11 0.17 Mean 0.083 0.2 0.113 0.167 0.247 0.09 0.223 0.113 0.163 SN 21.5697 13.9505 18.9053 15.5491 12.1514 20.9151 13.019 18.9053 15.7349 Trang 83 Đồ Án Tốt Nghiệp GVHD: TS Lê Xn Hịa • Yếu tố loại lưu chất P1: 𝑆𝑁𝑃(1)11 = 21.5697 + 13.9505 + 18.9053 = 18.1418 𝑆𝑁𝑃(1)12 = 15.5491 + 12.1515 + 20.9151 = 16.2052 𝑆𝑁𝑃(1)13 = 13.019 + 18.9053 + 15.7349 = 15.8864 ∆𝑃(1)1 = 𝑀𝑎𝑥 − 𝑀𝑖𝑛 = 18.1418 − 15.8864 = 2.2554 • Yếu tố nhiệt độ phòng P2: 𝑆𝑁𝑃(2)21 = 21.5697 + 15.5491 + 13.109 = 16.7126 𝑆𝑁𝑃(2)22 = 13.9505 + 12.1515 + 18.9053 = 15.0024 𝑆𝑁𝑃(2)23 = 18.9053 + 20.9151 + 15.7349 = 18.5184 ∆𝑃(2)2 = 𝑀𝑎𝑥 − 𝑀𝑖𝑛 = 18.5184 − 15.0024 = 3.156 • Yếu tố lưu lượng chất lưu P3: 𝑆𝑁𝑃(3)31 = 21.5697 + 20.9151 + 18.9053 = 20.4634 𝑆𝑁𝑃(3)32 = 13.9505 + 15.5491 + 15.7349 = 15.0782 𝑆𝑁𝑃(3)33 = 18.9043 + 12.1515 + 13.019 = 14.6916 ∆𝑃(3)3 = 𝑀𝑎𝑥 − 𝑀𝑖𝑛 = 20.4634 − 14.6916 = 5.7718 Trang 84 Đồ Án Tốt Nghiệp GVHD: TS Lê Xuân Hòa Bảng 3.17: Giá trị trung bình theo tỷ số SN STT P1 P2 P3 18.1418 16.7126 20.4634 16.2052 15.0024 15.082 15.8864 18.5184 14.6916 ∆ 2.2554 3.156 5.7718 Rank Theo bảng ấn định yếu tố P3 (lưu lượng bơm) có ảnh hưởng lớn đến độ chênh lệch áp suất 3.4.2 Xử lý số liệu Minitab 19 Bảng 3.18: Bảng tính tốn Anova từ Minitab 19 Analysis of Variance Source DF Adj SS Adj MS F-Value Regression 0.018378 0.006126 3.10 P1 P2 P3 Error 1 0.001768 0.001908 0.014702 0.009878 Total 0.028256 0.001768 0.001908 0.014702 0.001976 0.89 0.97 7.44 P-Value 0.127 0.388 0.371 0.041 Từ lý thuyết Anova kiểm chứng giả thuyết, giá trị 𝑃 < 𝛼 = 5% Ta kết luận yếu tố có ảnh hưởng đến sản phẩm Xét bảng tính tốn từ Minitab19 giá trị P yếu tố P1, P2, P3, có giá trị P yếu tố P3 thỏa kiểm chứng Trang 85 Đồ Án Tốt Nghiệp GVHD: TS Lê Xn Hịa Hình 3.36: Biểu đồ ảnh hưởng theo giá trị Mean Hình 3.37: Biểu đồ SN áp suất Dựa đồ thị Means SN vẽ phần mềm Minitab19, ta chọn kết hợp tốt nhất: P1 = Nước, P2 = 28OC, P3= 1.5 L/p Kí hiệu: P11-P23-P31 Trang 86 Đồ Án Tốt Nghiệp GVHD: TS Lê Xuân Hòa 3.4.3 Kiểm tra lại thực nghiệm kết hợp tối ưu Bảng 3.19: Kết thực nghiệm kiểm tra TN P1 P2 P3 Yếu tố tối ưu ∆P N 28 1.5 P.in P.out ∆P (kg/cm ) (kg/cm ) (kg/cm2) Kết Quả Thí Nghiệm 0.14 0.06 0.08 0.13 0.05 0.08 0.12 0.05 0.07 0.13 0.08 0.05 0.07 0.12 0.05 0.128 0.052 0.076 Kết thực thí nghiệm với yếu tố kí hiệu P11-P23-P31, kết độ chênh áp 0.076 nhỏ giá trị Means(0.083) trước đó, nên kết hợp tối ưu áp suất Hình 3.38 Kết đo áp suất đầu vào đầu theo yếu tố tối ưu kí hiệu P11-P23-P31 Trang 87 Đồ Án Tốt Nghiệp GVHD: TS Lê Xuân Hịa CHƯƠNG 4: KẾT LUẬN 4.1 Kết luận Nhóm chúng em tiếp tục nghiên cứu độ chênh áp thiết bị trao đổi nhiệt thiết kế theo kích thước biên dạng thân súng, với việc xây dựng mơ hình hóa phương pháp in 3D CNC, với chạy thông số xác định độ chênh áp suất xử lý số liệu thực nghiệm Các kết thực có sai sót nhỏ ta chấp nhận Sau nghiên cứu phân tích liệu đạt từ kết thực nghiệm nhóm chúng em có kết luận sau: - Sản phẩm từ máy in 3D-V2 C-GEN sử dụng nhựa PLA khơng đủ kín để làm thí nghiệm kiểm tra độ chênh áp suất Thay vào nhóm sử dụng thiết bị trao đổi nhiệt gia cơng CNC để tiếp tục thí nghiệm - Dựa vào phương pháp Taguchi với bảng tính tốn Anova phần mềm Minitab 19 cho kết lưu lượng bơm (P3) yếu tố ảnh hưởng lớn đến độ chênh áp suất sản phẩm - Dựa vào kết phân tích xây dựng mơ hình tối ưu (càng nhỏ tốt) cho độ chênh áp suất với yếu tố là: P11-P23-P31, kết kiểm chứng đạt sau trình thí nghiệm với hiệu áp suất: 𝜟𝑷 = 𝟎 𝟏𝟐𝟖 − 𝟎 𝟎𝟓𝟐 = 𝟎 𝟎𝟕𝟔 kg/cm2 = 7455.6 Pa So sánh với kết mô nghiên cứu trước độ chênh áp suất ( 𝜟𝑷 = 𝟗𝟓𝟓𝟕 𝑷𝒂 ) kết nghiên cứu chúng em nhỏ 22%, kết khả quan cho nghiên cứu sau 4.2 Kiến nghị Dựa vào biên dạng thân hoa súng, nhóm chúng em hoàn thành đồ án “Nghiên Cứu Các Yếu Tố Ảnh Hưởng Đến Độ Chênh Áp Suất Của Thiết Bị Trao Đổi Nhiệt Thiết Kế Theo Biên Dạng Thân Cây Bơng Súng” Qua q trình nghiên cứu nhóm chúng em nhận thấy độ chênh áp suất ảnh hưởng lớn đến mức độ tối ưu thiết bị trao đổi nhiệt Trang 88 Đồ Án Tốt Nghiệp GVHD: TS Lê Xuân Hòa Tuy nhiên, kết nghiên cứu nhóm có sai sót định Do việc hạn chế thời gian tìm hiểu phương pháp, trình in 3D diễn dài, chất lượng máy in khơng đạt, yếu tố thí nghiệm cịn ít, việc thực thí nghiệm có lần khơng đủ độ tin cậy Để hồn thiện đề tài nhóm xin kiến nghị số vấn đề để hoàn thiện nghiên cứu: - Cần trang bị mua máy in 3D chất lượng tốt - Nên lắp thêm bình điều áp trước sau bơm để dòng chảy ổn định - Thêm vào nên nghiên cứu thêm yếu tố độ chênh nhiệt độ chênh vận tốc dịng lưu chất, góp phần hồn thiện - Chúng ta nên thực thêm vật liệu khác nhau, để tìm vật liệu phù hợp Đây đồ án tốt nghiệp, nên chúng em có nhiều thiếu sót, chưa hồn thiện tốt Chúng em mong nhận góp ý, đánh giá từ thầy cơ, để chúng em hồn thiện cho đồ án này, có thêm kiến thức cho tương lai Trang 89 Đồ Án Tốt Nghiệp GVHD: TS Lê Xuân Hòa TÀI LIỆU THAM KHẢO [01] https://3Dmaster.com.vn/kien-thuc-co-ban-ve-cong-nghe-in-3D/ [02] https://3Dprinters.com.vn/tong-quan-ve-cong-nghe-in-3D [03] http://hpstore.vn/khai-niem-ve-CNC-uu-diem-ung-dung-may-CNC-trongcong-nghiep/ [04] https://3Dvntech.com/in-3D-trong-khong-gian [05] https://3Dservices.vn/ung-dung-in-3D-trong-nganh-cong-nghiep-o-to [06] https://technicalvnplus.com/article/ung-dung-cua-cong-nghe-in-3D [07] https://CNC3s.com/ung-dung-cong-nghe-in-3D-bang-phuong-phap-fdmfused-deposition-modeling/ [08] https://www.coolingpost.com/world-news/3D-printed-heat-exchanger-20more-efficient/ [09] https://3Dprintingindustry.com/news/interview-farsoon-cuts-cost-of-copperbrazing-by-35-in-3D-printed-heat-exchangers-149469/ [10].“Investigation of thermal effect on 3D printer liquefier of different cooling fan nozzle geometry” [11].“Investigation of influence of heat treatment on mechanical strength of FDM printed 3D objects” [12].“Influence of internal geometric on mechanical properties of 3D printed polyactic acid (PLA) material” [13] https://www.3Dnatives.com/en/ge-research-heat-exchanger-240420195/ [14] https://www.instructables.com/member/dragonator/ [15] https://vietmachine.com.vn/top-4-cong-nghe-in-3D-pho-bien.html [16] https://vietmachine.com.vn/vat-lieu-nhua-in-3D-nhung-dieu-can-biet.html Trang 90 Đồ Án Tốt Nghiệp GVHD: TS Lê Xuân Hòa [17] https://c-gen.vn/shop/may-in-3D-v2/ [18].TS Trần Văn Khiêm, Phương pháp Taguchi ứng dụng tối ưu hóa chế độ cắt, 2017 [19] http://www.iworld.com.vn/minitab-phan-mem-thong-ke-toan-dien/ [20] Đồ Án “Nghiên Cứu Sự Ảnh Hưởng Của Kích Thước Và Biên Dạng Thân Cây Bông Súng Đến Ứng Dụng Của Ống Đa Diện” [21] Piyush Sabharwall, James E O’Brien, Michael G McKellar, Gregory K Housley, Shannon M Bragg-Sitton, and Richard D Boardman: Scaling AnalysisTechniques to Establish Experimental Infrastructure for Component, Subsystem, and Integrated System Testing [22] https://cadvn.com/autodesk-inventor-tong-quan-ve-phan-mem/ [23] Peter Woolf, Design Of Experiments:Taguchi Methods [24] Design Of Experiments Via Taguchi Methods: Orthogonal Arrays [25] Gia công CNC Công Ty TNHH Tâm Bình Phương, số 97 Đường số 6, Phường Linh Xuân, Thủ Đức, TP Hồ Chí Minh Trang 91 ... đến độ chênh áp suất thiết bị trao đổi nhiệt thiết kế theo biên dạng thân súng? ?? 1.4.1 Mục đích nghiên cứu Phân tích yếu tố ảnh hưởng đến độ chênh áp suất thiết bị trao đổi nhiệt kênh mini theo biên. .. Trong nghiên cứu lần này, chúng em nghiên cứu dựa vào thiết bị trao đổi nhiệt thiết kế theo biên dạng thân súng Sử dụng công nghệ in 3D công nghệ CNC để tạo thiết bị trao đổi nhiệt từ nghiên cứu độ. .. nghiên cứu thiết bị trao đổi nhiệt kênh mini có kết hợp in 3D thiết kế theo biên dạng thân bơng súng Vì thế, chúng em định thực đồ án tốt nghiệp với tên đề tài: ? ?Nghiên cứu yếu tố ảnh hưởng đến