Nghiên cứu sự ảnh hưởng của kích thước và biên dạng thân cây bông súng đến ứng dụng của ống đa diện đồ án tốt nghiệp ngành công nghệ kỹ thuật nhiệt

MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN .ix TÓM TẮT x MỤC LỤC xii CÁC KÍ HIỆU VIẾT TẮT xv MỤC LỤC BẢNG .xvi MỤC LỤC HÌNH ẢNH xvii MỞ ĐẦU xix CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 1.1 Giới thiệu đề tài nghiên cứu [1] 1.1.1 Giới thiệu thiết kế sinh học 1.1.2 Giới thiệu súng 1.2 Đối tượng ứng dụng [1] 1.2.1 Đối tượng .2 1.2.2 Ứng dụng .2 1.3 Phương hướng nghiên cứu 1.3.1 Các nghiên cứu giới 1.3.2 Các nghiên cứu nước 1.4 Đề tài nghiên cứu 1.4.1 Tính cấp thiết đề tài .6 1.4.2 Lí chọn đề tài 1.4.3 Phạm vi nghiên cứu 1.4.4 Phương pháp nghiên cứu 1.4.5 Các phương tiện hỗ trợ CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU 2.1 Các nghiên cứu giới nghiên cứu giới 2.1.1 Nghiên cứu áo lượn khơng theo lồi sóc bay [2] .9 2.1.2 Nghiên cứu tuabin gió theo cấu trúc dầu [3] 2.1.3 Nghiên cứu cải tiến thiết kế đầu tàu siêu tốc shinkansen theo cấu trúc mỏ chim bói cá [4] 10 2.1.4 Thiết kế xây dựng nhà hát esplanade theo cấu trúc sầu riêng [5] 11 2.1.5 Thiết kế tồ tháp truyền hình canton, quảng châu, trung quốc dựa cấu trúc xương đùi người [6] 12 2.1.6 Cao ốc Eastgate xây dựng dựa theo cấu trúc tổ mối [7] 13 2.1.7 Nghiên cứu nâng cao hiệu tuabin gió theo cấu tạo vây cá voi lưng gù [8] 14 xii 2.1.8 Thiết kế cabin sinh học giúp máy bay nhẹ dựa cấu trúc sinh học nấm mốc [9] 16 2.1.9 Phát triển xe sinh học dựa cấu trúc sinh học cá nắp hòm [10] 17 2.1.10 Thiết kế đồ bơi fastskin bề mặt hạn chế vi khuẩn phát triển dựa cảm hứng từ da cá mập [22] 18 2.2 Các nghiên cứu việt nam [12] .19 CHƯƠNG 3: CƠ SỞ LÝ THUYẾT VÀ THỰC NGHIỆM .20 3.1 Cơ sở lý thuyết 20 3.1.1 Phương pháp nghiên cứu thực nghiệm 20 3.1.2 Mơ hình tính tốn dịng chảy rối ansys [29] 23 3.2 Cơ sở thực nghiệm 24 3.2.1 Phương pháp taguchi [35] 24 3.2.1.1 Giới thiệu 24 3.2.1.2 Hoạch định taguchi – hoạch định thí nghiệm 27 3.2.1.3 Các bước thực 29 3.2.2 Phân tích phương sai anova (analysis of variance) [34] 33 3.2.2.1 Phân tích phương sai yếu tố .34 3.2.2.2 Phân tích phương sai hai yếu tố 36 3.2.3 Phần mềm minitab [34] 39 CHƯƠNG 4: MƠ PHỎNG SỐ VÀ XỬ LÍ SỐ LIỆU 41 4.1 Mô số 41 4.1.1 Xây dựng mơ hình ống đa diện 41 4.1.1.1 Giới thiệu phần mềm inventor 41 4.1.1.2 Xây dựng mơ hình ống đa diện inventor 2019 .43 4.1.2 Xây dựng thông số phân phối ngẫu nhiên .47 4.1.2.1 Phần mềm matlab .47 4.1.2.2 Phân phối ngẫu nghiên .47 4.1.2.3 Dữ liệu phân phối ngẫu nhiên mô .48 4.1.3 Tiến hành mô số 49 4.1.3.1 Giới thiệu phần mềm ansys 49 4.1.3.2 Các bước tiến hành mô số phần mềm ansys .50 4.1.3.2 Kết thu từ mô .61 4.2 Xử lý số liệu theo taguchi 65 4.2.1 Xử lí kết nhiệt độ sau q trình mơ .66 4.2.2 Xử lí kết áp suất sau trình mơ .68 4.2.3 Xử lí kết vận tốc sau q trình mơ .69 xiii 4.3 Xử lý số liệu phần mềm minitab 70 4.3.1 Xử lí số liệu kết nhiệt độ minitab 70 4.3.2 Xử lý số liệu kết áp suất minitab 71 4.3.3 Xử lý số liệu kết vận tốc minitab 73 4.4 Xử lý số liệu theo anova 75 4.4.1 Xử lý số liệu nhiệt độ theo anova 75 4.4.2 Xử lý số liệu áp suất theo anova 77 4.4.3 Xử lý số liệu vận tốc theo anova 78 4.5 Các model tối ưu .78 4.5.1 Model tối ưu nhiệt độ .78 4.5.2 Model tối ưu áp suất 80 4.5.3 Model tối ưu vận tốc 82 CHƯƠNG 5: KẾT LUẬN 84 5.1 Kết luận .84 5.2 Kiến nghị 84 TÀI LIỆU THAM KHẢO 86 xiv CÁC KÍ HIỆU VIẾT TẮT Các kí hiệu cơng thức  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  STT: Số thứ tự  Lv: mức độ (levels) xv MỤC LỤC BẢNG Bảng Bảng Taguchi L27 năm yếu tố [36] 28 Bảng Bảng thông số lựa chọn bảng Taguchi 30 Bảng 3 Bảng thí nghiệm tiêu chuẩn với giá trị trung bình trial 31 Bảng Bảng thí nghiệm tiêu chuẩn với giá trị SN 32 Bảng Bảng giá trị trung bình tỷ số SN 33 Bảng Bảng phân tích Anova yếu tố 34 Bảng Phân tích phương sai hai yếu tố 36 Bảng Số liệu phân phối ngẫu nhiên thông số đầu vào 47 Bảng Dữ liệu đầu vào chuẩn bị cho q trình mơ 48 Bảng Tiêu chuẩn khuyến nghị cho thông số Skewness [28] 55 Bảng 4 Kết nhiệt độ thu .62 Bảng Kết áp suất thu 63 Bảng Kết vận tốc thu 64 Bảng Phân tích S/N cho nhiệt độ 66 Bảng Phân tích S/N ảnh hưởng yếu tố đến nhiệt độ 67 Bảng Phân tích S/N cho áp suất .68 Bảng 10 Phân tích S/N ảnh hưởng yếu tố đến áp suất .68 Bảng 11 Phân tích S/N cho vận tốc 69 Bảng 12 Phân tích S/N ảnh hưởng yếu tố đến vận tốc .69 Bảng 13 Bảng tính tốn Anova từ Minitab 19 70 Bảng 14 Bảng tính tốn Anova từ Minitab 19 71 Bảng 15 Bảng tính tốn Anova từ Minitab 19 73 Bảng 16 Số liệu kích thước ống đa dện .78 Bảng 17 Số liệu kích thước ống đa dện .80 Bảng 18 Số liệu kích thước ống đa dện .82 xvi MỤC LỤC HÌNH ẢNH Hình 1 Bản vẽ máy bay lấy ý tưởng từ loài chim [1] Hình Khóa dán (khóa velcro) [1] .3 Hình Dự án BioArch [1] Hình Bộ áo lượn không [16] .9 Hình 2 Nghiên cứu tuabin gió theo thiết kế sinh học dầu [3] .10 Hình Cải tiến đầu tàu cao tốc dựa thiết kế sinh học mỏ chim bói cá [4] 10 Hình Nhà hát Esplanade [17] 11 Hình Tháp truyền hình Canton [18] .13 Hình Trung tâm Eastgate [7] 14 Hình Cánh tuabin gió [19] 15 Hình Mơ hình cabin sinh học nấm mốc [20] .16 Hình Thiết kế cải tiến kiểu dáng khí động xe dựa thiết kế sinh học cá nắp hòm [21] 17 Hình 10 Đồ bơi phát triển dựa thiết kế sinh học da cá mập [11] 18 Hình 11 Mơ hình bàn tay bionic [23] 19 Hình Quá trình thu thập, đo đạt liệu kích thước thân bơng súng .23 Hình Phần mềm Minitap 19 [34] 40 Hình 3 Vẽ đồ thị phần mềm [34] 40 Hình Chức DOE Minitap [34] 40 Hình Giao diện Inventor 43 Hình Bản vẽ phát thảo tiết diện ống đa diện 43 Hình Dựng khối ống đa diện từ tiết diện 2D 44 Hình 4 Vẽ biên dạng góp 44 Hình Dựng góp 45 Hình Hồn thành mơ hình ống đa diện thân súng 45 Hình Điền khối vào phần rỗng mơ hình ống đa diện 46 Hình Chọn thuộc tính vật liệu cho mơ hình hồn chỉnh 46 Hình Giao diện Ansys Workbench 2014 51 Hình 10 Nhập mơ hình vào cơng cụ Geometry 51 Hình 11 Đặt tên chọn thuộc tính cho phần tử mơ hình 52 Hình 12 Nhóm phần tử rời rạc mơ hình thành khối thống 52 Hình 13 Cơng cụ Mesh truyền liệu cho Mesh 53 Hình 14 Các tuỳ chọn trước chia lưới mơ hình 53 xvii Hình 15 Bắt đầu chia lưới mơ hình đã chia lưới hồn thành .54 Hình 16 Thơng số kiểm tra chất lượng lưới .54 Hình 17 Thiết lập điều kiện chung cho mơ hình 55 Hình 18 Tuỳ chọn mơ hình tính tốn mơ thích hợp 56 Hình 19 Thiết lập thuộc tính vật liệu cho mơ hình 56 Hình 20 Gán thuộc tính vật liệu cho phần tử mơ hình 57 Hình 21 Thiết lập điều kiện biên cho mơ hình tính tốn 57 Hình 22 Thiết lập trạng thái ban đầu giải pháp 58 Hình 23 Thiết lập thống số cho q trình tính tốn 58 Hình 24 Kết nhiệt độ sau mơ 59 Hình 25 Kết mặt cắt ngang nhiệt độ 59 Hình 26 Kết áp suất sau mô 60 Hình 27 Kết mặt cắt ngang áp suất 60 Hình 28 Kết vận tốc sau mô 61 Hình 29 Kết vận tốc biểu thị theo vector 61 Hình 30 Biểu đồ ảnh hưởng theo giá trị Mean 70 Hình 31 Biểu đồ SN nhiệt độ .71 Hình 32 Biểu đồ ảnh hưởng theo giá trị Mean 72 Hình 33 Biểu đồ SN áp suất 72 Hình 34 Biểu đồ ảnh hưởng theo giá trị Mean 73 Hình 35 Biểu đồ SN vận tốc 74 Hình 36 Kết nhiệt độ 78 Hình 37 Kết mặt cắt dọc nhiệt độ mơ hình tối ưu nhiệt độ 79 Hình 38 Kết mặt cắt ngang nhiệt độ mơ hình tối ưu nhiệt độ .79 Hình 39 Kết áp suất 80 Hình 40 Kết mặt cắt dọc áp suất mơ hình tối ưu áp suất 81 Hình 41 Kết mặt cắt ngang áp suất mơ hình tối ưu áp suất 81 Hình 42 Kết vận tốc 82 Hình 43 Kết mặt cắt dọc vận tốc mơ hình tối ưu vận tốc 83 Hình 44 Kết mặt vận tốc biểu diễn theo vector 83 xviii MỞ ĐẦU Công nghệ nhiệt điện lạnh ngành học nghiên cứu hệ thống nhiệt, hệ thống lạnh, ứng dụng khoa học kỹ thuật để thiết kế, vận hành hệ thống, trang thiết bị nhiệt - lạnh, phục vụ cho nhu cầu sống người sản xuất công nghiệp Kỹ sư nhiệt điện lạnh phải có khả thiết kế, chế tạo, lắp đặt, sửa chữa, vận hành, bảo trì thiết bị có liên quan đến ngành như: hệ thống nhiệt, hệ thống lạnh, kỹ thuật điều hồ khơng khí, phương pháp tiết kiệm lượng, lượng tái tạo… Sinh viên chuyên ngành cần phải trang bị kiến thức tảng nguyên lý làm việc cấu tạo thiết bị hệ thống điều hoà khơng khí, hệ thống lạnh cơng nghiệp, hệ thống nhiệt công nghiệp, nhà máy nhiệt điện, hệ thống lượng tái tạo, thu hồi nhiệt thải, vấn đề tiết kiệm sử dụng hiệu lượng kiến thức chuyên ngành mức độ phù hợp để hiểu tầm ảnh hưởng giải pháp kỹ thuật vấn đề kinh tế, môi trường xã hội Từ nghiên cứu nước ngoài, lĩnh vực thiết kế sinh học cho chúng em thấy thú vị cấu trúc tự nhiên Từ ý tưởng ban đầu gợi ý từ TS Đặng Hùng Sơn nhóm định thực đề tài không phần lạ Song song với việc áp dụng phương pháp nghiên cứu với mong muốn tạo nên đổi phương pháp nghiên cứu cũ Trong lần tình cờ ý đến cấu trúc thân súng, TS Đặng Hùng Sơn định chọn làm đề tài nghiên cứu chúng em may mắn nhận đề tài Mục đích nhóm đặt nghiên cứu tạo ống đa diện có cấu trúc theo thân bơng súng với đặc tính vượt trội độ chênh nhiệt độ, độ chênh áp biến thiên vận tốc lưu chất ống đa diện Phương hướng nhóm lập nên trước thực thu thập thực tế mẫu thân bơng súng, đo lại kích thước, chọn yếu tố kích thước quan trọng thiết kế mơ hình 3D, chạy mơ số, phân tích, xử lí kết tìm tổ hợp thiết kế tốt cho điều kiện đặt ban đầu xix CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 1.1 Giới thiệu đề tài nghiên cứu [1] 1.1.1 Giới thiệu thiết kế sinh học Thiết kế sinh học (Biomimetic/Biomimicry) việc người mơ lại hình thức hệ thống sinh học từ tự nhiên, phát triển nên giải pháp kỹ thuật cho lĩnh vực khoa học khác có thiết kế kiến trúc Tiềm áp dụng nguyên tắc chế dựa Phỏng Sinh học lớn, phức tạp cấu trúc sinh học số lượng lớn tính tìm thấy Chính vậy, Phỏng Sinh học mở cánh cửa nhiều công nghệ tiên tiến thiết kế tương lai, lấy cảm hứng sinh học để giải vấn đề như: khả tự sửa chữa, chống ăn mòn, chống thấm nước, tự lắp ráp, khai thác lượng mặt trời… Đôi chút lịch sử thiết kế sinh học, thuật ngữ có lẽ gọi nhà vật lý sinh học Mỹ nhà bác học Otto Schmitt từ năm 1950 Trong nghiên cứu dây thần kinh mực ống để cố gắng tạo nên thiết bị nhân rộng hệ thống truyền thần kinh sinh học Mặc dù vậy, ví dụ rõ rệt Phỏng Sinh học thực xuất vào năm 1982 Đến năm 1997, thuật ngữ “thiết kế sinh học” lần phổ biến nhà khoa học đặc biệt tác giả Janine Benyus, sách mang tên: Biomimicry: Innovation Inspired by Nature Chúng ta đừng quan tâm đến thiết kế ứng dụng chế sinh học phức tạp, riêng hình dáng sinh vật thơi trở thành nguồn cảm hứng lớn Đã có nhiều thiết kế dựa hình dáng sinh vật 1.1.2 Giới thiệu súng Tên thường gọi: Cây Hoa Súng, Cây Bông Súng Tên khoa học: Nymphaea rubra / Nymphaea Spp Họ thực vật: Nymphaeaceae (họ Súng) Cây Bông Súng có nguồn gốc từ vùng tiểu lục địa Ấn Độ Cây lan rộng qua nước khác từ thời cổ đại thời gian dài mang giá trị cảnh quan lớn giúp trang trí cho ao, hồ vườn hoa Thái Lan, Myanma Tại Việt Nam loài phân bố rộng khắp vùng miền Lá Hoa Súng dạng đơn mọc cách, hình trịn hay xoan, bìa có cưa thưa, mặt khơng lơng có màu lam tím đậm, mặt nhẵn có màu xanh bóng Lá Hoa Súng xẻ thùy sâu hình trịn, có gân to trịn, rõ mặt Thân bơng súng có tiết diện ngồi hình trịn, bên có ống nhỏ dọc theo suốt chiều dài thân 1.2 Đối tượng ứng dụng [1] 1.2.1 Đối tượng Thiết kế sinh học ứng dụng rộng rãi việc thiết kế cấu trúc nhân tạo ưu việt Việc mô lại cấu trúc sinh học sinh vật để đưa vào thiết kế, việc giải vấn đề thường gặp thực tế nâng cao khả chịu lực, tự làm mát, tự hồi phục,…hay thu nhỏ kích thước số sản phẩm Trong nghiên cứu lần này, chúng em dựa vào cấu trúc thân súng để thiết kế nên ống trao đổi nhiệt với mong muốn cải thiện khả trao đổi nhiệt, dòng chảy lưu chất thu nhỏ kích thước thiết bị trao đổi nhiệt thông thường 1.2.2 Ứng dụng Dưới số ứng dụng thiết kế sinh học việc thiết kế chế tạo: * Một ví dụ sớm thiết kế Sinh học nghiên cứu cánh loài chim để chế tạo máy bay Và không thành công việc tạo "máy bay" thật, Leonardo da Vinci (1452-1519) đánh dấu mốc quan trọng ông quan tâm đến giải phẫu học chim phác thảo dựa quan sát cho gọi "máy bay" Để sau này, anh em nhà Wright - người thực thành công việc chế tạo tàu lượn vào năm 1903 - bắt nguồn cảm hứng tương tự từ việc quan sát chim bồ câu bay 4.3.3 Xử lý số liệu kết vận tốc minitab Bảng 15 Bảng tính tốn Anova từ Minitab 19 Source DF Adj SS Adj MS F-Value P-Value P1 P2 P3 P4 P5 Error Total 2 2 16 26 0.013259 0.000378 0.021598 0.003610 0.004331 0.046386 0.089562 0.006630 0.000189 0.010799 0.001805 0.002166 0.002899 2.29 0.07 3.72 0.62 0.75 0.134 0.937 0.047 0.549 0.490 Từ lý thuyết Anova kiểm chứng giả thuyết, giá trị P    5% Ta kết luận yếu tố có ảnh hưởng đến sản phẩm Xét bảng tính tốn từ Minitap19 giá trị P yếu tố P1, P2, P3, P4, P5 có giá trị P yếu tố P3 thõa kiểm chứng Hình 34 Biểu đồ ảnh hưởng theo giá trị Mean 73 Hình 35 Biểu đồ SN vận tốc Dựa đồ thị Means vẽ phần mềm Minitap19, ta chọn kết hợp tốt nhất: D  15 mm, d  1.1 mm, Dmax  2.4 mm, Dmin  0.9 mm, L  3.4 mm Kí hiệu mơ hình: P12-P23-P32-P41-P53 74 4.4 Xử lý số liệu theo anova 4.4.1 Xử lý số liệu nhiệt độ theo anova Theo bảng số liệu thu thập từ mơ phỏng, ta có: 59.7830  59.0175  59.990  58.4485  60.3390  57.9600  58.1250  60.1840  59.4065  59.2514 63.1200  59.6285  62.4045  57.8415  64.0250  58.1900  60.9560  56.7570  59.2205 x2   60.2381 58.1510  60.0950  58.1995  57.2515  58.0110  59.9890  60.1670  60.0600  59.1795 x3   59.0115 x1  Ta tính được: x 59.2514  60.2381  59.0115  59.5003 SSP1   (59.2514  59.5003)2  (59.8492  59.5003)2  (59.0115  59.5003)2   7.6071 Tính giá trị SSP2 59.7830  59.0175  59.9990  63.12  59.6285  62.4045  58.1510  60.0950  58.1995  60.0442 58.4485  60.3390  57.9600  57.8412  64.0250  58.1900  57.2515  58.0110  59.9890 x2   59.1173 58.1250  60.1840  59.4065  60.9560  56.7570  59.2205  60.1670  60.0600  59.1795 x3   59.3395 x1  SSP   (60.0442  59.5003)2  (59.1173  59.5003)2  (59.3395  59.5003)2   4.2154 Tính giá trị SSP3 59.7830  58.4485  58.1250  63.1200  57.8415  60.9560  58.1510  57.2515  60.1670  59.3159 59.0175  60.3390  60.1840  59.6285  64.0250  56.7570  60.0950  58.0110  60.0600 x2   59.7908 59.9990  57.9600  59.4065  62.4045  58.1900  59.2205  58.1995  59.9890  59.1795 x3   59.3942 SSP3   (59.3159  59.5003)2   59.7908  59.5003  (59.3942  59.5003)2   1.1669   x1  Tính giá trị SSP4 59.7830  57.9600  60.1840  62.4045  64.0250  60.9560  60.0950  57.2515  59.1795  60.2043 59.0175  58.4485  59.4065  63.1200  58.1900  56.7570  58.1995  58.0110  60.1670 x2   59.0352 59.9990  60.3390  58.1250  59.6285  57.8415  59.2205  58.1510  59.9890  60.0600 x3   59.2615 x1  SSP   (60.2043  59.5003)2  (59.0352  59.5003)2  (59.2615  59.5003)2   6.9206 Tính giá trị SSP5 75 59.7830  60.3390  59.4065  59.6285  58.1900  60.9560  58.1995  57.2515  60.0600  59.3127 59.0175  57.9600  58.1250  62.4045  57.8415  56.7570  58.1510  58.0110  59.1795 x2   58.6052 59.9990  58.4485  60.1840  63.1200  64.0250  60.0950  59.9890  60.1670  59.2205 x3   60.5831 x1  SSP5   (59.3127  59.5003)2  (58.6052  59.5003)2  (60.5831  59.5003)2   18.0797 Tính giá trị SST SST   59.7830  59.5003   59.0175  59.5003   59.9990  59.5003   58.4485  59.5003 2   60.3390  59.5003   57.9600  59.5003   58.1250  59.5003   60.1840  59.5003 2   59.4065  59.5003   63.1200  59.5003   59.6285  59.5003   62.4045  59.5003 2   57.8415  59.5003   64.025  59.5003   58.1900  59.5003   60.9560  59.5003 2 2   56.7570  59.5003   59.2205  59.5003   58.1510  59.5003   60.0950  59.5003 2 2   58.1995  59.5003   57.2515  59.5003   58.0110  59.5003   59.9890  59.5003 2 2   60.1670  59.5003   60.0600  59.5003  59.1795  59.5003  75.5710 2 Tính giá trị SSW SSw  75.5701  (7.6071  4.2154  1.1669  6.9206  18.0797)  37.5804 Tính bậc tự df P1    df P    df P    df P    df P    dfT  27   26 df w  26  (2     2)  16 76 Tính giá trị MS 7.6071  3.8036 4.2154 MS P   2.1077 1.1669 MS P   0.5835 6.9206 MS P   3.4603 18.0797 MS P   9.0399 37.5804 MSW   2.3488 16 MS P1  Tính số F 3.8036  1.6194 2.3488 2.1077 FP   0.8974 2.3488 0.5835 FP   2.2484 2.3488 3.4603 FP   1.4732 2.3488 9.0399 FP   3.8487 2.3488 FP1  Sử dụng bảng Fisher để tra bảng giá trị P-Value theo tài lieu [33], ta có: Pp1  0.229 Pp  0.427 Pp  0.783 Pp  0.259 Pp  0.043 4.4.2 Xử lý số liệu áp suất theo anova Giá trị P-Value tính được: Pp1  0.001 Pp  0.422 Pp  0.174 Pp  0.430 Pp  0.845 77 4.4.3 Xử lý số liệu vận tốc theo anova Giá trị P-Value tính được: Pp1  0.133 Pp  0.933 Pp  0.047 Pp  0.545 Pp  0.488 4.5 Các model tối ưu 4.5.1 Model tối ưu nhiệt độ Bảng 16 Số liệu kích thước ống đa dện D (mm) 18 d (mm) Dmax (mm) 2.2 Dmin (mm) L (mm) 3.3 Hình 36 Kết nhiệt độ 78 Hình 37 Kết mặt cắt dọc nhiệt độ mơ hình tối ưu nhiệt độ Hình 38 Kết mặt cắt ngang nhiệt độ mơ hình tối ưu nhiệt độ 79 4.5.2 Model tối ưu áp suất Bảng 17 Số liệu kích thước ống đa dện D (mm) 15 d (mm) Dmax (mm) 2.5 Dmin (mm) 0.9 L (mm) 3.1 Hình 39 Kết áp suất 80 Hình 40 Kết mặt cắt dọc áp suất mơ hình tối ưu áp suất Hình 41 Kết mặt cắt ngang áp suất mơ hình tối ưu áp suất 81 4.5.3 Model tối ưu vận tốc Bảng 18 Số liệu kích thước ống đa dện D (mm) 15 d (mm) 1.1 Dmax (mm) 2.4 Dmin (mm) 0.9 L (mm) 3.4 Hình 42 Kết vận tốc 82 Hình 43 Kết mặt cắt dọc vận tốc mơ hình tối ưu vận tốc Hình 44 Kết mặt vận tốc biểu diễn theo vector 83 CHƯƠNG 5: KẾT LUẬN 5.1 Kết luận Nhóm nghiên cứu xây dựng mơ hình mơ thành cơng ống đa diện có cấu trúc dựa thân súng công cụ phần mềm hỗ trợ đề cập Các kết mô chưa xác khách quan thực tế ta chấp nhận Sau trình nghiên cứu, mơ số phân tích liệu đạt từ kết mơ số, nhóm chúng em có kết luận sau: -Yếu tố kích thước chiều dài biên dạng hình cánh hoa yếu tố có ảnh hưởng lớn đến độ chênh nhiệt độ ống đa diện Và chúng em xây dựng mơ hình tối ưu cho nhiệt độ với kí hiệu mơ hình là: P13-P22-P31-P42-P52, kết đạt sau q trình mơ với hiệu nhiệt độ t  85.621  25.336  60.285(0 C) -Yếu tố kích thước đường kính ngồi ống đa diện yếu tố có ảnh hưởng lớn đến độ chênh áp lưu chất chảy qua ống Và chúng em xây dựng mơ hình tối ưu cho độ chênh áp với kí hiệu mơ hình là: P12-P22-P33-P41-P51, kết đạt sau trình mô với hiệu áp suất p  7.752  (2.205)  9.957(kPa) -Yếu tố kích thước đường kính đường tròn lớn biên dạng cánh hoa yếu tố ảnh hưởng lớn đến độ chênh vận tốc lưu chất chảy qua ống Và chúng em xây dựng mơ hình tối ưu cho độ chênh vận tốc với kí hiệu mơ hình là: P12-P23P32-P41-P53, kết đạt sau q trình mơ với vận tốc v  3.313   3.313(m / s) Tuy nhiên, nghiên cứu số hạn chế định Do hạn chế thời gian tiếp xúc với phương pháp nghiên cứu mới, kiến thức chuyên sâu mảng thiết kế sinh học khơng nhiều nên khơng tránh khỏi thiếu sót kết đạt Bên cạnh cịn hạn chế thiết bị hỗ trợ để thực mô dẫn đến số lần mơ thực cịn nên kết đạt không khách quan Do đó, nhóm cần đánh giá góp ý giảng viên để chất lượng đề tài nghiên cứu ngày hoàn thiện 5.2 Kiến nghị Nghiên cứu thiết kế sinh học nói chung ống đa diện dựa cấu trúc bơng súng nói riêng đề tài nghiên cứu mẻ Việt Nam 84 toàn giới Ở nước ta nên có nhiều nghiên cứu thiết kế sinh học lợi ích vơ to lớn mà mang lại cho cơng nghiệp nước nhà Nhóm nhận thấy số hạn chế thiết kế tại: - Về độ chênh áp suất thiết kế: Vị trí ống góp đồng tâm cịn hạn chế, biên dạng góp - Về độ chênh nhiệt độ thiết kế: Chỉ thực mô loại vật liệu lưu chất - Về tính thực tế thiết kế: Các điều kiện biên thông số giải phần mềm Ansys 2014 giữ nguyên chế độ tiêu chuẩn, cịn thực mơ chế độ khơng phụ thuộc vào thời gian Và cịn thực giấy máy tính, chưa xây dựng mơ hình thực tế để thực nghiên cứu với điều kiện mơi trường ngồi Nhóm nghiên cứu có số kiến nghị: - Vị trí đặt ống góp nước nóng nên đặt lệch tâm để tránh tạo áp thành góp nước lạnh, biên dạng góp hình trụ có góc mà lưu chất tạo thành vùng chết không lưu động, nên thay đổi biên dạng sang hình cầu hình elip - Các vật liệu nghiên cứu nên mở rộng để đánh giá thiết kế - Các điều kiện mô phụ thuộc thời gian nên thực chạy mô phỏng, điều kiện biên thông số giải phần mêm Ansys cần nâng mức thực tế lên Các điều kiện mô trao đổi nhiệt, thông số chế độ dịng chảy, … Ngồi ra, dù mơ phương pháp hữu ích cần tạo mơ hình thực tế thực nghiệm để đạt kết tốt 85 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1]http://designs.vn/tin-tuc/thiet-ke-phong-sinh-hoc-biomimetic-design-la-gi_15598.html#.XNoaOI4zZPZ [2] Maria E.Ferguson, Flying without Dying: The Future of Wingsuit Design, 2016 [3] Yung-Jeh Chu, Wen-Tong Chong, A biomimetic wind turbine inspired by Dryobalanops aromatica seed, 2017 [4] Eiji Nakatsu, Auspicious Forms: Designing the Sanyo Shinkansen 500-Series Bullet Train, 2012 [5] https://en.wikipedia.org/wiki/Esplanade_%E2%80%93_Theatres_on_the_Bay [6]https://www.youtube.com/watch?v=1PnaIpzZu90 [7]https://www.sciencefocus.com/future-technology/biomimetic-design-10-examplesof-nature-inspiring-technology/ [8]https://www.technologyreview.com/s/409710/whale-inspired-wind-turbines/ [9]https://www.autodesk.com/redshift/bionic-design/ [11]http://3dmaster.com.vn/du-an-vnprint4help-bionic-hand-tai-viet-nam/ [12]Alexandria , Selection of Materials for Heat Exchangers, 1997 [13] M.Suresh, Bhaarath Ramesh and S.P.Anand, Heat transfer enhancement studies in a concentric tube heat exchanger, 2017 [14] Sugin Elankavi and Uma Shankar, Study of flow and heat transfer analysis in shell and tube heat exchanger using CDF, 2018 [15]http://www.vista.gov.vn/UserPages/News/detail/tabid/73/newsid/14198/seo/Nghie n-cuu-tong-hop-vat-lieu-uc-che-chong-an-mon-va-cong-nghe-xu-ly-lam-sach-hethong-ong-chum-trao-doi-nhiet [16]Hình: http://www.wingsuitfly.com/s-fly/4579383101 [17]Hình:https://www.museum.red-dot.sg/marina-bay-art-and-design-guideesplanade-theatrea [18]https://www.travelchinaguide.com/attraction/guangdong/guangzhou/cantontower.htm [19]https://www.technologyreview.com/s/409710/whale-inspired-wind-turbines/ [20] https://www.wired.com/2015/12/airbuss-newest-design-is-based-on-slime-moldand-bones/ [21]https://hackernoon.com/biologically-inspired-product-design 86 [22] https://hackernoon.com/biologically-inspired-product-design [23]https://www.google.com/search?q=bionic+in+vietnam [24] https://prezi.com/ieauy3a7tsxh/phuong-phap-thuc-nghiem/ [25]https://advancecad.edu.vn/cac-ung-dung-cua-phan-mem-inventor/#1 [26]https://advancecad.edu.vn/phan-mem-ansys/ [27]https://memsviet.wordpress.com/2011/09/06/gi%E1%BB%9Bi-hi%E1%BB%87u- t%E1%BB%95ng-quan-v%E1%BB%81-ph%E1%BA%A7n-m%E1%BB%81m-nsys/ [28]Appendix A: Mesh Quality, Ansys meshing application introduction [29]Ansys Fluent 12.0: Theory Guid [30]Introduction and welcome: Introductory fluent training [31]J.Paulo Davim, Design of optimization of cutting parameters for turning metal matrix composites based on the orthogonal arrays, 2002 [32]http://www.stat.purdue.edu/~jtroisi/STAT350Spring2015/tables/FTable.pdf?fbclid =IwAR1YQV2QpauMR392yOfjShVrRwfvdcrGhT13O0l66pjenU4MFGdAkpW7KOc [33]https://www.socscistatistics.com/pvalues/fdistribution.aspx?fbclid=IwAR1YQV2 QpauMR392yOfjShVrRwfvdcrGhT13O0l66pjenU4MFGdAkpW7KOc [34]Lê Xuân Tuấn, Lương Thái Học, Trần Quốc Công, Trần Trọng Danh, Tính tốn ảnh hưởng nhiệt độ đến khả chịu lực sản phẩm in 3D, 2019, Tp.HCM [35] TS Trần Văn Khiêm, Phương pháp Taguchi ứng dụng tối ưu hóa chế độ cắt, 2017 [36]https://www.researchgate.net/figure/L27-orthogonal-array-of-Taguchimethod_tbl3_228494749 87 ... tài nghiên cứu là: ? ?Nghiên cứu ảnh hưởng kích thước biên dạng thân súng đến ứng dụng ống đa diện? ?? 1.4.3 Phạm vi nghiên cứu Trong đồ án này, với hướng dẫn TS Đặng Hùng Sơn nhóm chúng em nghiên cứu. .. nghiên cứu áp dụng cấu trúc thân súng vào ống đa diện Với ý tưởng ứng dụng thiết kế sinh học thân súng vào ống trao đổi nhiệt, chúng em hi vọng nâng cao hiệu suất truyền nhiệt ống trao đổi nhiệt. .. ĐẦU Công nghệ nhiệt điện lạnh ngành học nghiên cứu hệ thống nhiệt, hệ thống lạnh, ứng dụng khoa học kỹ thuật để thiết kế, vận hành hệ thống, trang thiết bị nhiệt - lạnh, phục vụ cho nhu cầu sống