BÁO cáo bài tập lớn NHẬP môn kỹ THUẬT đề tài hệ THỐNG tôn tản NHIỆT

ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP HỒ CHÍ MINH TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA KHOA CƠ KHÍ      - BÁO CÁO BÀI TẬP LỚN: NHẬP MÔN KỸ THUẬT ĐỀ TÀI: HỆ THỐNG TÔN TẢN NHIỆT GVHD: Lưu Thanh Tùng Lớp: L05 Nhóm : NO ONE LEFT BEHIND TP HỒ CHÍ MINH, tháng 12 năm 2021 Lớp: L05 Nhóm: NO ONE LEFT BEHIND Danh sách thành viên nhóm; STT Họ tên MSSV Nguyễn Ngô Quốc Vương 2115336 Tạ Nguyễn Hữu Vinh 2110670 Ngô Thị Yến Vi 2115265 Nguyễn Hà Vy 2115346 Bảng phân công nhiệm vụ Công việc Người thực Soạn word Ngô Thị Yến Vi Soạn powerpoint Nguyễn Hà Vy Vẽ vẽ 3D Tạ Nguyễn Hữu Vinh Thuyết trình Nguyễn Ngơ Quốc Vương Bản kế hoạch thực * Bản kế hoạch dự kiến tiến độ cho dự án MỤC LỤC DANH MỤC HÌNH ẢNH Chương 1: MỞ ĐẦU 1.1 Lý chọn đề tài Trang 1.2 Mục tiêu đề tài Trang 15 Chương : CƠ SỞ LÝ THUYẾT 2.1 Giới thiệu hệ thống tôn tản nhiệt Trang 17 2.2 Những mẫu tương tự có giới Trang 20 2.4 Nguyên lý hoạt động chung Trang 20 Chương 3: THIẾT KẾ HỆ THỐNG TÔN TẢN NHIỆT 3.1 Ý tưởng thiết kế Trang 26 3.2 Dự kiến phương án thiết kế Trang 26 3.3 Bản thiết kế Trang 28 3.4 Nguyên liệu Trang 29 3.6 Thơng số tính tốn kỹ thuật thiết kế Trang 39 3.7 Ứng dụng hệ thống Trang 42 Ưu điểm cải tiến so với mẫu tương tự giới Trang 43 3.9 Các phương án nhóm Trang 44 3.10 Kết thực Trang 50 DANH MỤC HÌNH ẢNH Hình 1.1 Trang Hình 1.2 Trang Hình 1.3 .Trang Hình 1.4 .Trang Hình 1.5 .Trang 10 Hình 1.6 .Trang 11 Hình 1.7 .Trang 12 Hình 1.8 .Trang 13 Hình 1.9 .Trang 15 Hình 2.1 .Trang 17 Hình 2.2 Trang 18 Hình 2.3 .Trang 19 Hình 2.4 .Trang 20 Hình 2.5 .Trang 21 Hình 2.6 .Trang 22 Hình 2.7 .Trang 23 Hình 2.8 .Trang 24 Hình 2.9 .Trang 25 Hình 2.10 Trang 25 Hình 3.1 .Trang 26 Hình 3.2 .Trang 28 *Các hình ảnh nguyên vật liệu Hình A .Trang 29 Hình B .Trang 30 Hình C .Trang 31 Hình D .Trang 32 Hình E .Trang 33 Hình F Trang 34 Hình G .Trang 35 Hình H .Trang 36 Hình I Trang 37 Hình 3.3 .Trang 44 Hình 3.4 .Trang 45 Hình 3.5 .Trang 47 Hình 3.6 .Trang 48 DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng Trang 49 CHƯƠNG 1: MỞ ĐẦU 1.1 Lý chọn đề tài Trong q trình cơng nghiệp hóa, đại hóa, bên cạnh lợi ích thấy rõ, phải đối mặt với nhiều hệ lụy tiêu cực, số phải kể đến tượng trái đất nóng lên hay cịn gọi nóng lên tồn cầu Hình 1.1 Điều khiến nhiệt độ trung bình khơng khí đại dương Trái Đất tăng lên theo quan sát thập kỷ gần Khi thể nhiệt độ nóng lâu gây hệ lụy đột quỵ nhiệt, nhiệt độ cao làm thể tiết nhiều mồ hôi gây mệt mỏi, giảm suất làm việc ,… Hiện phương pháp phổ biến mà người sử dụng để làm hạ nhiệt độ xuống sửa dụng máy lạnh Tuy nhiên việc sử dụng máy lạnh đồng nghĩa với việc liên tục thực q trình giãn nở khí đoạn nhiệt khiến cho Entropy( tức hỗn loạn phân tử khí mơi trường) thay đổi theo chiều hướng tăng Entropy khiến cho trái đất ngày nóng lên, gây tượng nóng lên tồn cầu Cứ nóng dung máy lạnh, Hình 1.2 dung máy lạnh lại nóng, tạo nên vịng tuần hồn khơng thể thay đổi Bên cạnh đó, hỗn hợp khí dùng máy lạnh khí: CFC( CFC cịn có tên Chlorofluorocarbon Là hợp chất Khí hợp chất chất hữu như: cacbon, clo flo.), Khí Halogen,… Hình 1.3 10 I 38 a) Tôn lạnh với chiều dày b) Bồn: dùng bất cữ thứ trữ nước c) Ống nhựa Phuy 21 d) co L phuy 21 e) co T phuy 21 f) keo dán ống nước bình minh g) khóa van h) miếng đệm i) Bộ lọc 3.5 Chi phí cho vật liệu: Tôn lạnh với chiều dày 0,5mm – 69.000 đồng- mét vng Bồn: dùng bất cữ thứ trữ nước Ống nhựa Phuy 21 – dài 8m – dày 3mm- 70.000 đồng co L phuy 21 – – 10.000 đồng co T phuy 21 – – 30.000 đồng keo dán ống nước bình minh- 200gram – 40.000 đồng khóa van – – 20,000 đồng miếng đệm gỗ sơn chống thấm – 40 x 30(cm) – 50.000 đồng Bộ lọc tự chế: Chi phí dự kiến 50.000 đồng => Tổng chi phí dự kiến: 420.420 đồng 39 3.6 Thơng số tính tốn kỹ thuật thiết kế mơ hình Lớp nước (30x40x1,5) (cm) Tơn ( 40x30x0,05) (cm) Lớp đệm gỗ (40x30x1,5) cm 2 khóa van 1.5 mét ống nước phi 21 miếng đệm( chống thấm) cao su lọc (các miếng lọc , sỏi , cát) thể tích 500ml bồn chứa (2,25l) *Tính tốn kỹ thuật (thử nghiệm): Ta tính nhiệt độ cân hệ “Tơn tản nhiệt” dựa thông số cho sau ánh nắng mặt trời -Nhiệt lượng mà mặt trời cung cấp cho giây 120  144 (J) 40 => Giá trị trung bình dQ = 120+144= 132 (J) Theo phương trình cân nhiệt, ta tính nhiệt độ tơn sau hấp thụ nhiệt lượng từ ánh nắng mặt trời, dùng cơng thức tính nhiệt lượng: Nhiệt lượng Q = 132 x 3600 =475200 (J) Các liệu: Nhiệt dung riêng thép : c1 ( thành phần thép):  460 . Khối lượng thép: m1= D1 x V1= 7700 x 40 x 30 x 0,05 x 10-3=462 (g) *Trong đó: - D1= 7700  ( Nhiệt dung riêng thép- thành phần tơn) 3 - V1 thể tích tơn ( m3) Phép tính: ∆T= = 475200 ≈ 2,23() . 462×460  Vậy nhiệt độ tăng thêm tôn xấp xỉ 2,23 độ K Xét nhiệt độ tôn 25oC = 298oK => Nhiệt độ mái tôn sau xấp xỉ 298oK + 2,23oK = 300,23oK 41 Tính nhiệt độ trung bình hệ nước tôn: Nhiệt độ tôn lấy nhiệt độ trên, nhiệt độ nước lấy 298oK (25oC), trình tơn tỏa nhiệt, cịn nước thu nhiệt theo nguyên lý II nhiệt động lực học Các liệu: m2= D2 x V2= 1000 x 40 x 30 x 1,5 x 10-3 *Trong đó: D2 khối lượng riêng nước: 1000 kg/m3 V2 thể tích nước c2 nhiệt dung riêng nước = 4200 Áp dụng phương trình cân nhiệt: QTỏa = . QThu m1c1 ∆T= m2c2∆T’  m c ( T - T ) 1 tôn = m c ( T -T hệ 2 42 hệ ) nước  T hệ= m1.c1.T1 + m c T ≈298,0609oK 2 m2.c2 + m c 1 Hình 3.2 Xét sau n giờ, lượng nhiệt nhận 475200 x n (J) Cơng thức tính nhiệt độ hệ sau n giờ: m1.c1.(T2+n.Q ) + m2.c2.T2 m1.c1 m1.c1 + m2.c2 =T *Giả sử nắng kéo dài tiếng theo cơng thức T= 298,24oK * Với cơng thức nhiệt độ 298-299oK trì nhận nhiệt lượng từ ánh sang mặt trời 15 Lưu ý: Mọi tính tốn nhóm chúng em thực ước tính Do kiến thức lĩnh vực cịn hạn hẹp nên nhóm chúng em bỏ nhiều yếu tố khác ảnh hưởng đến cân nhiệt hệ mà em kể 43 3.7 Ứng dụng hệ thống tơn tản nhiệt - Tản bớt nhiệt nóng giúp điều hịa khơng khí nhà mát Việc điều hịa nhà mang lại nhiều ứng dụng giúp tạo mơi trương làm việc sảng khối đạt hiệu cao , giảm nguy đột quỵ nhiệt thời tiết thay đổi - Thay cho máy lạnh gia đình có thu nhập thấp sử dụng - Thay cho máy lạnh để giảm bớt nhiễm mơi trường khí CFC HCFC gây phá hủy tầng ozon… 3.8 Ưu điểm cải tiến hệ thống tôn tản nhiệt - Giữ lại nguồn nước => tiết kiệm kinh tế - Hiệu so với tôn lạnh thơng thường - Giải vấn đề nóng ngày hè hộ gia nhập không cao - Thân thiện với môi trường ( không tiêu tốn điện năng) - Dễ vận hành sữa chửa thay 44 đình thu 3.9 Các phương án nhóm: Hình 3.3 -Những cách chống nóng cho mái tơn có bao gồm: * Sơn chống nóng Với ngơi nhà dùng mái tơn có đặc điểm chung nóng vào mùa hè mái tôn làm kim loại nên dễ hấp thụ nhiệt Vậy có biện pháp để khắc phục vấn đề không? Câu trả lời sử dụng biện pháp chống nóng cho mái tơn Đó cáSơn chống nóng liệt vào biện pháp chống nóng cho mái tôn nay, thị trường, hãng sản 45 xuất sơn cho mắt đa dạng sản phẩm sơn sở hữu khả chống nóng việc phun loại sơn lên mái tôn sở hữu thể làm giảm hấp thụ nhiệt mái Theo kiểm nghiệm sau phun loại sơn nhiệt độ mái tơn giảm từ – 10 độ.’ Phương án 1: Khi mái tơn cần chống nóng, Sơnsơnchống nóngsơn cách nhiệt, mái tơn chưa bị rỉ sét, nên sơn chống nóng khơng cần phải lớp lót chống rỉ, chống ăn mịn H ìn h Quy trình chuẩn sơn cho mái tô n v ệ sinh bề mặt phủ sơn - lớp sơn chống nóng được, độ dày 250 - 350 microns cần định mức 8m2/lít/1 lớp Phương án 2: mái tơn cũ bị rỉ sét cần phải chống rỉ trước phủ sơn chống nóng Quy trình chuẩn vệ sinh, loại bỏ rỉ sét lùi nhùi máy chà nhám, sau rửa nước để khô tiến hành sơn lớp sơn lót chống rỉ, sau sơn phủ sơn cách nhiệt sơn - lớp chống nóng 46 Phương án 3: Khi mái tôn trước sơn rồi, sơn cần sơn lại Quy trình sơn mái tôn chuẩn loại bỏ lớp sơn không đạt bám dính tốt hóa chất máy sau vệ sinh sạch, khơng để bụi bẩn vết nhơ Những khu vực bị rỉ sét cần sử dụng sơn lót chống rỉ giàu kẽm để hạn chế ăn mịn, sau sử dụng sơn chống nóng sơn cách nhiệt Phương án 4: Đối với hệ tường, vách tơn hay tường bê tơng hướng đón mặt trời hướng tây vào buổi chiều nóng nên cần phủ lớp sơn cách nhiệt sơn chống nóng, vị trí bị rỉ sét xử lý bề mặt cịn đẹp phủ 03 lớp sơn cách nhiệt chống nóng Chi phí sơn chống nóng cho mét vuông tôn dao động từ 50.000-80.000 đồng, biện pháp kết hợp hoàn hảo với mơ hình tơn tản nhiệt dể tối ưu hiệu chống nóng 47 *Trần nhựa thạch cao Làm trần nhựa thạHcìhnhc3a.5o giúp chống Trần nhựa,nóng trần thạch cao biện pháp chống nóng cho mái tơn ưa chuộng Hiện sản phẩm vừa sở hữu tính thẩm mỹ lại sở hữu hiệu chống nóng hồn hảo Trần thạch cao sở hữu loại trần trần chìm Cả hai loại trần sử dụng phổ biến Nó sở hữu thể tạo đường nét trang trí nhiên, mức giá thành loại trần cao, khoảng 150.000 đồng/m2 trở lên 48 * Bộ phun sương mái tơn 3.6 Bộ phunHình sương mái tơn Như biết nay, cơng trình nhà xí nghiệp chuồng trại người ta chọn vật liệu tơn làm phần lợp bên Điều khiến cho mặt tôn trở nên nóng sau thời gian ngắn người ngồi thực mệt mỏi nắng nóng Và hấp thụ nhiệt mạnh tơn khiến cho người dùng khó chịu nóng Bên cạnh đó, hiệu lắp đặt hệ thống phun nước để khắc phục nóng oi ả suất lao động công nhân nhà máy trở nên tăng lên đáng kể Khơng có vậy, gia súc gia cầm, vật nuôi nhà lợp mái tôn ảnh hưởng nghiêm trọng độ ẩm dịch bệnh dễ lây lan mùa nắng nóng với quy mơ ni nhốt chuồng trại Vì phun sương mái tơn giúp vật ni phát triển sinh trưởng tốt mùa hè nắng nóng 49 Phun sương giúp tiết kiệm điện nước béc tưới phun mưa phù hợp cho tưới rau Với tưới mái tôn này, bạn tốn gần 1.000 tiền điện nước đủ để giúp giảm nhiệt ngày cho ngơi nhà bạn Vì phun sương làm mát mái tôn tiêu tốn nước điện giảm nhiệt độ xuống đến độ so với bình thường Ưu/Nhược điểm Ưu điểm Nhược điểm Phương pháp Sơn chống nóng - Hạ nhiệt độ từ 5-10 - Chi phí tốn độ Trần nhựa thạch cao Bộ phun sương mái tơn - Tính thẩm mỹ cao - Chi phí tốn - Dễ lắp ráp sửa chữa - Chi phí mua phun - Gọn nhẹ, dễ sử dụng sương cao hiệu giảm nhiệt không cao ( từ 2-3 độ C ) Hệ thống tôn tản nhiệt - Hiệu làm mát cao - Ý tưởng chưa đưa - Giá phải vào thực nghiệm - Tiết kiệm nước - Hiệu giảm nóng phụ - Thân thiện với người tiêu thuộc vào thời gian tôn dùng nhận nhiệt lượng từ ánh sáng mặt trời trì ổn định mức 298oK, ln thấp nhiệt độ phịng Bảng 50 * Tùy vào hoàn cảnh mà sử dụng phương thức chống nóng cho hợp lý 3.10 Kết thực - Một hệ thống tơn tản nhiệt hồn chỉnh đưa vào sử dụng - Hiện tình hình dịch bệnh, nhóm chúng em chưa có điều kiện gạp mặt bàn bạc cụ thể hơn, việc trao đổi diễn thơng qua hình thức online nên chưa rõ ràng cụ thể mong đợi - Mọi sai sót kính mong người góp ý, nhóm chúng em xin tiếp thu, nghiên cứu kỹ khắc phục Xin trân trọng cảm ơn 51 52 ... phẩm Tơn tản nhiệt thiết kế phần mềm CAD Autodesk 17 CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT 2.1 Giới thiệu hệ thống tôn tản nhiệt - Hệ thống tôn tản nhiệt hệ thống tôn dùng nước để làm mát, giúp hạ nhiệt độ... hoạt dộng hệ thống tôn tản nhiệt - Nguyên lý hoạt động dựa cân nhiệt, nguyên lý nhiệt động học - Lấy nước từ hệ thống sinh hoạt nhà dân sau chạy lên hệ thống tơn, tiếp đến nước chạy qua hệ thống. .. 298oK => Nhiệt độ mái tôn sau xấp xỉ 298oK + 2,23oK = 300,23oK 41 Tính nhiệt độ trung bình hệ nước tôn: Nhiệt độ tôn lấy nhiệt độ trên, nhiệt độ nước lấy 298oK (25oC), trình tơn tỏa nhiệt, cịn