Vấn đề giảm sức cản cho xe tải đang là một trong những mối quan tâm hàng đầu của các nhà nghiên cứu hiện nay. Lực cản khí động tác dụng lên vỏ xe tải chuyển động với vận tốc cao tiêu thụ một phần đáng kể công suất của động cơ. Đây là một trong những nguyên nhân làm gia tăng mức tiêu thụ nhiên liệu và ô nhiễm môi trường khi xe tải chuyển động trong môi trường khí. Với mục đích giảm sức cản cho xe tải, nhóm chúng em thực hiện đề tài tốt nghiệp: “Nghiên cứu giảm sức cản khí động học cho xe tải”. Phương pháp của nhóm để thực hiện việc nghiên cứu với đề tài là thiết kế bộ mô hình thí nghiệm bằng 3 phương pháp khác nhau, tiến hành thí nghiệm với các mô hình, xác định các lực cản khí động. Nhóm cũng đọc thêm các tài liệu chuyên môn nhằm phục vụ cho việc nghiên cứu của mình. Trong đồ án sẽ trình bày 3 phương pháp cải thiện hệ số cản từ đó tính toán so sánh thực tế để rút ra kết luận.
ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA KHOA CƠ KHÍ GIAO THƠNG ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NGÀNH: KỸ THUẬT CƠ KHÍ CHUYÊN NGÀNH: CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC ĐỀ TÀI: NGHIÊN CỨU GIẢM SỨC CẢN KHÍ ĐỘNG CHO XE TẢI Người hướng dẫn : TS PHAN THÀNH LONG Sinh viên thực : UNG KHẢ Ý MSSV: 103180065 NGUYỄN VĂN BÌNH MSSV: 103180006 NGƠ TIẾN LONG MSSV: 103180097 Đà Nẵng, 12/2022 ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập - Tự - Hạnh phúc KHOA CƠ KHÍ GIAO THƠNG NHẬN XÉT ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP I Thơng tin chung: Họ tên sinh viên: Ung Khả Ý Lớp: 18C4A MSSV: 103180065 Nguyễn Văn Bình Lớp: 18C4A MSSV: 103180006 Ngô Tiến Long Lớp: 18C4A MSSV: 103180097 Tên đề tài: Nghiên cứu giảm sức cản khí động cho xe tải Người hướng dẫn: Phan Thành Long Học hàm/ học vị: Tiến sĩ II Nhận xét đồ án tốt nghiệp: Về tính cấp thiết, sáng tạo ứng dụng đồ án: (điểm đánh giá tối đa 2đ) ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… Về kết giải nội dung nhiệm vụ yêu cầu đồ án: (điểm tối đa 4đ) ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… Về hình thức, cấu trúc, bố cục đồ án tốt nghiệp: (điểm đánh giá tối đa 2đ) ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… NCKH: (nếu có báo khoa học ĐATN đề tài NCKH: cộng thêm 1đ) ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… Các tồn tại, thiếu sót cần bổ sung, chỉnh sửa: ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… III Tinh thần, thái độ làm việc sinh viên: (điểm đánh giá tối đa 1đ) ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… IV Đánh giá: Điểm đánh giá: Đề nghị: /10 Được bảo vệ đồ án/ Bổ sung thêm để bảo vệ/ Không bảo vệ Đà Nẵng, ngày tháng năm 2022 Người hướng dẫn ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA Độc lập - Tự - Hạnh phúc KHOA CƠ KHÍ GIAO THƠNG NHẬN XÉT PHẢN BIỆN ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP V Thông tin chung: Họ tên sinh viên: Ung Khả Ý Lớp: 18C4A MSSV: 103180065 Nguyễn Văn Bình Lớp: 18C4A MSSV: 103180006 Ngơ Tiến Long Lớp: 18C4A MSSV: 103180097 Tên đề tài: Nghiên cứu giảm sức cản khí động cho xe tải Người phản biện: Lê Minh Đức Học hàm/ học vị: Tiến sĩ VI.Nhận xét, đánh giá đồ án tốt nghiệp: TT Các tiêu chí đánh giá Sinh viên có phương pháp nghiên cứu phù hợp, giải đủ nhiệm vụ đồ án giao - Hiểu vận dụng kiến thức Toán khoa học tự 1a nhiên vấn đề nghiên cứu - Hiểu vận dụng kiến thức sở chuyên 1b ngành vấn đề nghiên cứu - Có kỹ vận dụng thành thạo phần mềm mơ 1c phỏng, tính tốn vấn đề nghiên cứu - Có kỹ đọc, hiểu tài liệu tiếng nước 1d ứng dụng vấn đề nghiên cứu 1e - Có kỹ làm việc nhóm, kỹ giải vấn đề - Đề tài có giá trị khoa học, cơng nghệ; ứng dụng 1f thực tiễn: Kỹ viết: - Bố cục hợp lý, lập luận rõ ràng, chặt chẽ, lời văn súc 2a tích - Thuyết minh đồ án khơng có lỗi tả, in ấn, định 2b dạng Tổng điểm đánh giá: theo thang 100 Quy thang 10 (lấy đến số lẻ) Điểm Điểm Điểm tối đa trừ lại 80 15 25 10 10 10 10 20 15 Các tồn tại, thiếu sót cần bổ sung, chỉnh sửa: ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… Ý kiến khác: ……………………………………………………………………………………… Đề nghị: Được bảo vệ đồ án/ Bổ sung thêm để bảo vệ/ Không bảo vệ Đà Nẵng, ngày tháng năm 2022 Người phản biện ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA Độc lập - Tự - Hạnh phúc KHOA CƠ KHÍ GIAO THÔNG CÂU HỎI PHẢN BIỆN ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP I Thông tin chung: Họ tên sinh viên: …….….……………………………………………………… Lớp: …………………….….… Số thẻ SV: ……………………………………… Tên đề tài: ……………………………….………….…………………………… Người phản biện: …………………… …….………… Học hàm/ học vị: ……… II Các câu hỏi đề nghị sinh viên trả lời ……………….……………….…… ……………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………… …………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………… …………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………… …………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………… …………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………… …………………………………………… ……………………………………………………………………………………… Đáp án: (người phản biện ghi vào chấm nộp với hồ sơ bảo vệ) ……………….……………….…… ……………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………… …………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………… …………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………… …………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………… …………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………… …………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… Đà Nẵng, ngày tháng năm 2022 Người phản biện NHẬN XÉT GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN ……………………………………… …………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………… …………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………… …………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………… …………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………… …………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… NHẬN XÉT CỦA NGƯỜI PHẢN BIỆN ……………………………………… …………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………… …………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………… …………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………… …………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………… …………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… TÓM TẮT Tên đề tài: Nghiên cứu giảm sức cản khí động học cho xe tải Sinh viên thực hiện: UNG KHẢ Ý MSSV: 103180065 Lớp: 18C4A Sinh viên thực hiện: NGUYỄN VĂN BÌNH MSSV: 103180006 Lớp: 18C4A Sinh viên thực hiện: NGÔ TIẾN LONG Lớp: 18C4B MSSV: 103180097 Cấu trúc đồ án tốt nghiệp gồm chương sau: Chương 1: Tổng quan khí động học cho xe tải - Giới thiệu khí động học xe - Khí động học xe tải Chương 2: Các phương pháp giảm lực cản khí động - Sự cần thiết việc giảm lực cản khí động - Giảm sức cản phương pháp điều khiển dòng chảy bị động - Giảm sức cản phương pháp điều khiển dòng chảy chủ động Chương 3: Giới thiệu ống khí động vịng kín cỡ nhỏ - Giới thiệu - Ống khí động vịng kín cỡ nhỏ - Hệ thống đo lực sáu thành phần - Đánh giá thực nghiệm dịng khí ống khí động Chương 4: Nghiên cứu giảm sức cản phương pháp phun - Giới thiệu phương pháp phun - Thiết kế hệ thống phun - Thực nghiệm giảm sức cản phương pháp phun - Kết luận Chương 5: Nghiên cứu giảm sức cản phương pháp dao động chất lỏng Giới thiệu phương pháp dao động chất lỏng Thiết kế hệ thống dao động chất lỏng Thực nghiệm giảm sức cản phương pháp dao động chất lỏng Kết luận Trang Hình Mạch PAM8403 sơ đồ nối mạch PAM8403 6.5.3 Vật liệu Mica Trang 103 Hình Ảnh mica Đặc tính Bảng Bảng đặc tính vật liệu mica Ít chịu tác động thời gian, thời tiết Độ bền màu cao: không ngả vàng 30 năm, ổn định màu 10 năm Bề mặt nhiều dạng: láng bóng, mờ, nhám Chịu môi trường kiềm (muối, xà bông…) Hạn chế tác động hóa chất xăng dầu Rất dễ cắt, tạo hình đa dạng: rất khói, bụi (nếu cắt laser), khơng tạo khí độc Chịu nhiệt độ đến 80 °C- Nhiệt độ bốc cháy lên tới 425-430°C 6.5.4 Thiết kế mơ hình 3D Trang 104 6.5.4.1 Bản vẽ kích thước thùng loa Hình 10 Mơ hình 3D tạo tia thiết kế Trang 105 Hình 11 Bản vẽ kích thước thùng loa 6.5.4.2 Bản vẽ kích thước thùng xe Hình 12 Mơ hình 3D thùng xe Trang 106 Hình 13 Bản vẽ kích thước thùng xe 6.5.4.3 Phương án bố trí Bố trí thùng loa lên cạnh mặt hình chiếu đứng Hình 6.15 Hình 14 Mơ hình 3D bố trí thùng loa vào thùng xe Trang 107 6.6 Thực nghiệm giảm sức cản phương pháp dịng tia tổng hợp 6.6.1 Trình tự thí nghiệm Thí nghiệm 1: Tiến hành đo vận tốc từ tia tổng hợp Thí nghiệm 2: Tiến hành đo có tia tổng hợp để xác định lực tác dụng lên hệ thống gá đặt với điện áp 10v Thí nghiệm đo lần 6.6.2 Thí nghiệm Thí nghiệm 1: Tiến hành đo vận tốc từ tia tổng hợp Mẫu thí nghiệm lắp cố định gá vật thể gắn đầu chống Đo vận tốc mơ hình máy đo VT-110 Hình 15 Ảnh đo vận tốc tia tổng hợp Trang 108 Thí nghiệm 2: Tiến hành đo có tia tổng hợp để xác định lực tác dụng lên hệ thống gá đặt với điện áp 10v Mẫu thí nghiệm lắp cố định gá vật thể gắn đầu chống Khi động hoạt động luồng khí với vận tốc xác định động tạo nên chuyển động tuần hồn ống khí động tác động lên vật thể hệ thống thu nhận lại giá trị đo lực áp suất Hình 16 Hình ảnh thí nghiệm tia tổng hợp 6.6.3 Kết 6.3.3.1 Thí nghiệm Bảng Bảng đo vận tốc tia tổng hợp Số lần đo Vận tốc đo (m/s) 1.5 1.66 1.16 Sau đo vận tốc tia tổng hợp vận tốc lớn đo 1.66 (m/s) Trang 109 6.3.3.2 Thí nghiệm Bảng 6 Bảng đo lực tác dụng lên hệ thống Điện áp Lần 5.869 10 Giá trị lực đo Lần 5.753 Trung bình Lần 5.914 5.845 Sau đo đạt kết thí nghiệm theo vận tốc gió, áp dụng cơng thức tính hệ số cản Áp dụng công thức (1-3) xác định hệ số cản CD FD L v A (1-3) Trong đó: FD - Lực cản khí động [N], FD = 5.845 L - Khối lượng riêng khơng khí [kg/m3], L = 1,225 [kg/m3] v∞ - Vận tốc chuyển động dòng khơng khí xe [m/s], v∞ = 25 [m/s] A – Tiết diện cản xe [m2], A = 0.186 x 0.125 = 0.02325 [m2] CD - Hệ số cản khí động Trừ hệ số cản bệ đỡ Áp dụng cơng thức tính tốn ta số liệu kết đo thí nghiệm kết tính tốn bảng sau: Bảng kết tính hệ số cản Hệ số cản (CD) 0.650 Trang 110 6.3.3.3 Tính phần trăm hệ số cản Sau thí nghiệm ta tính phần trăm, sau tính tốn ta kết quả: Bảng Kết hệ số cản Hệ số CD mơ hình sở Hệ số CD có tia tổng hợp 0.704 0.650 Hiệu hệ sô cản CD1-CD2 0.054 Phần % giảm hệ số CD 7,6 % 6.4 Kết luận Các kết đạt kết xây dựng từ mơ hình tơ nhỏ nhiều lần so với thực tế cho thông số gần giống với thực tế Hệ số cản ô tô thay đổi tốc độ gió thay đổi Từ kết đo thơng số tính tốn Mơ hình trang bị tạo tia hệ số cản giảm 8% so với mơ hình sở Kết thực nghiệm bị sai lệch phần nhỏ thí nghiệm bỏ qua yếu tố như: Biên dạng xe tải cịn có sai lệch với vẽ, độ nhấp nhô bề mặt xe tải cho lắp ghép, sai số đo đạc ghi nhận số liệu Trang 111 KẾT LUẬN Như với phương pháp giảm lực cản tác ộng lên mơ hình xe tải thí nghiệm thấy phương pháp sử dụng phun khí nén đạt độ giảm hệ số cản cao thấp sử dụng tạo tia tổng hơp Tuy nhiên với phun sử dụng khí nén có đặt độ giảm hệ số cản cao đặc tính phương pháp sử dụng dịng khí phun liên tục từ máy nén khí nên xét mặt hiệu suất thấp so với phương pháp lại Với phương pháp sử dụng dịng tia tổng hợp có độ giảm hệ số cản thấp so với phương pháp nhiên sử dụng nguồn lược cấp vào thấp dễ lắp đặt nên đạt hiệu suất cao sử dụng Với phương pháp sử dụng dao động chất lỏng có độ giảm hệ số cản mức trung bình phương pháp tối ưu vừa khắc phục việc sử dụng nguồn lượng lớn cấp cho hệ thống giảm lực cản vừa đạt độ giảm hệ số cản cao Trong tiến hành thí nghiệm gặp nhiều sai lệch so với thực tế điều khiện tiến hành thí nghiệm chưa đạt độ xác cao nhất,nhưng với kết đạt hợp lý ổn định so với phương pháp sử dụng Trang 112 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Ismail , Johanis John, Wina Libyawati, Damora Rhakasywi (2017) Optimization Design of Open Circuit Wind Tunnel Suction Type Department of Mechanical Engineering, Universitas Pancasila, Jagakarsa, Jakarta Selatan 12640, Indonesia [2] Denis Ngene, Jack Ombuoro (2016), Conceptual Design Of A Low Speed Wind Tunnel Department of Aerospace and Aviation Engineering, The Technical University Of Kenya [3] Wikipedia, Wind tunnel, Wind tunnel - Wikipedia [4] Wikipedia, Aerodynamics, Aerodynamics - Wikipedia [5] TS Lương Ngọc Lợi (2008), Cơ học thủy khí ứng dụng, Trường Đại học Bách khoa Hà Nội [6] PGS.TS Hoàng Đức Liên (2007), Giáo trình Kỹ thuật thủy khí, Trường Đại học Nơng nghiệp Hà Nội, Hà Nội Trang 113 ... Tổng quan khí động học cho xe tải - Giới thiệu khí động học xe - Khí động học xe tải Chương 2: Các phương pháp giảm lực cản khí động - Sự cần thiết việc giảm lực cản khí động - Giảm sức cản phương... Ngành Kỹ thuật khí- Chuyên ngành khí động lực Kỹ thuật khí- Chuyên ngành khí động lực Kỹ thuật khí- Chuyên ngành khí động lực Tên đề tài đồ án Nghiên cứu giảm sức cản khí động cho xe tải Đề tài... ĐỘNG CHẤT LỎNG Hình Hệ thống giảm sức cản khí động sử dụng mơ hình GETS .84 Hình Thiết bị giảm lực cản khí động sử dụng dao động chất lỏng .84 Hình Nguyên lý hoạt động hệ thống giảm sức cản