( 30 ) ( TẠP CHÍ KHOA H ỌC TRƯỜNG ĐẠI HỌC MỞ TP HCM SỐ 3 (1) 2008 )76 TAP CHI KHOA HOC SÖ 1(12) 2008 THIËT KE CHË ȚĄO BĆȘ THÏ NGHI$M CO CHÄT LÔNG G@N NHȘ DÙNG DÊ GIÀNG DĄY CHO H$ DÀO T@O TÙ XA ** TRÄN[.]
30 76 TẠP CHÍ KHOA H ỌCTAP TRƯỜNG ĐẠI HỌCHOC MỞ TP.HCM - SỐ (1) 2008 CHI KHOA SÖ 1(12)-2008 THIËT KE CHË ȚĄO BĆȘ THÏ NGHI$M CO CHÄT LÔNG G@N NHȘ DÙNG DÊ GIÀNG DĄY CHO H$ DÀO T@O TÙ XA ** TRÄN THÙC TÀI * I MUC DÍCH NGHIÊN CÚU: Sinh viên he tąo tù xa neu phåi den Phịng thí nghiêm tąi cd sơ 465 No Trang Long, thành phÖ Ho Chi Minh de hqc mơn thí nghiem Cd chät Iơng sé găp nhiáu khó khăn, xa xơi cách trơ, tƯn tián bac thịi gian nhat Ià sinh viên tỵnh nhu: Phú Yên, Ben Tre, Kiên Giang, Cà Mau Là giáo viên co húu cúa trcfịng,tơi rät cåm thơng vói nhúng khó khăn dó nên dã co gang nghiên cúu thiet ke che tąo Bğ thí nghiêm cd chät Iông vùa båo dåm nği dung môn hgc vùa de dàng mang den d|a phudng II.MÔ TÀ GIÁI PHÁP : Giåi pháp hien hành: Mơn hqc Thí nghiem Co chät Iơng dugc th¿c hien tai Phịng thí nghiem Cd chät lơng cúa Trng Dai Hgc Mơ Tp.HCM dăt tąi Co sơ sƯ 465 Nd Trang Long, Qucan Bình Thanh Phịng thí nghiem dugc trang b! máy thí nghiem co chät Iơng d{at co d| nh vói thƯng cap nc liên tqc v{an hành.Sinh viên hqc mơn Thí nghiem Co chät Iơng phåi có măt dúng giị,dú ng d!a diem quy !nh Giåí pháp sáng kien: Trên co sị nği dung cúa mơn hqc, giàng viên dã nghiên cúu thiet ke chê tąo Bğ thí nghiem Cd chat Iơng ggn nhę có the xep gqn mğt thùng nhûa dung tích 25 lit Vói bğ thí nghiêm này, thí nghiem co bån vùa dáp úng dügc u cau cúa mơn h?c vùa có the dem di giång dąy t?i tỵnh xa, rat thucan tien cho ngüòi hgc he tąo tù xa cû ng nhü tiet ki¿em duqc khổn chi phí ăn ô di Iąi III NQI DUNG THĘfC HIE N : Song song vói viec che tąo bğ thí nghiem,giång viên dã thiet ke I0i giång Iàm noi rõ ÿ nghïa thiet thác cûa môn hqc Hqc viên càm thäy lÿ thú dugc than mat than tay thác hien nhúng thí nghiem chúng minh mot cách rõ ràng nhúng diáu mà hqc Iÿ thuyet ngc/òi hqc cåm thäy md ho khó hieu, nhúng čłieu mà rat nhieu ngc/ịi ngğ nhcan cûng nhu hieu sai ve tính chat, dăc cùa tỵnh hqc dğng hqc chat lu’u.Dieu sé duqc Iàm sáng tô qua tùng thí nghiem Ví dq: Thí nghiem born ni óc vào thùng bang máy born Khi born nuóc vào thù ng chúa ngi ta thi ịng born V! tFí däu thùng cho rang * Giång viên cd hieu Khoa Kÿ tht Cơng nghê Tri ịng DH Mõ Tp HCM ” De tài dat giåi thiJòng Sång two KHKT hang cûa Liên doàn lao donp Tp HCM TẠP CHÍ KHOA H ỌC TRƯỜNG ĐẠI HỌC MỞ TP.HCM - SỐ (1) 2008 KHOA HOC - CÔNG NGO 31 77 dịng nüóc th dO tù V! tFí dau thù ng mąnh hon so vói V! trí dáy thù ng (do b! dè nén bơi Ióp nc phía trên).Thí nghiem dã chúng minh ngùc Iąi Vói mot the tích nc dugc born vào thùng boM V! trí dáy thùng có thịi gian born ngan hdn, IUu ludng bdm Ión hon! Thí nghiem thiet Imap phudng trình Becnoulli (khào sát dịng chåy Ưng di qua m{at cat co hęp) Nhieu nguòi van nghi rang di qua meat cat co hsp áp ldc sé tăng vào m{at cat co hęp phan tù nc chèn ép Ibn (ví nhu dù ng vịi nüóc de rùa xe ta thüịng bóp hep dau vịi de dịng nüóC X!t manh hdn) Thí nghiem khåo sát dịng chåy dã chúng minh rang di qua Ưng có meat cat co hęp áp ILfc dịng chåy sé giam xng không he tăng Iên! Tai m{at cat co hęp vân toc phåi tăng de båo dám luu lugng khóng doi Phüong trình wøng dugc thiet Iâp co sị d!nh lt båo tồn wøng dã giåi thích dieu này: wdng cûa dòng chåy gom hai thành phan Ià the dong dó áp ldc 6ai dien cho the v¿an tÖc dąi dien cho dơng => dong tăng the giåm & Thí nghiem Do dąc tỊn that dòng chåy Nguòi hqc sè dugc chúng kien ghi nhan nhúng ton thät lupng dòng chåy, hieu dugc the Ià ton thät cfc bğ, the Ià ton thät duòng dài, sè thäy rang tiet dien Ión hdn ton that sè nhơ hdn Vì v/ay thiet ke lap d{at dng ong dân ncfóc ta sé chap nhcan chi phí cao cho d0ịng Ưng có tiet dien Ión, de vãn hành khai thác ton that Iu’gng du’ịng Ưng sé nho => hieu q sú dung cao Thí nghiem “Dịng chåy qua Io vòi” cûng hàm chúa nh”ung dieu rät Iy thú nhu: vói chieu cao clot niJóc áp dng kính Iơ nhü v/an tƯc dịng chày qua lo lón hon v/an tƯc dịng chày qua vịi (tia nc qua Io ban xa hdn) nhieu nguòi cûng sé nghi rang neu v/an toc qua Io Ión hdn luu lugng qua Io cúng sè Ión hon, nhung thí nghiem I?i cho ta thây diáu ngügc Iąi Xơ nc húng qua vịi day nhanh hdn sơ nc húng qua Io, chúng tị luu lugng chày qua vịi Ión hdn Trong th nhu v/ay, ngu”d”i hgc cúng sé nhcan dugc nhúng ket quå Iÿ thú tien hành thí nghiem luu lugng ong Venturi, v¿an tƯc bang Ưng dị Pitot v v IV TRÌNH BÀY GIÅI PHÁP : PHAN Mơ tà máy thí nghi4m tąi phịng thí nghięm Cd chat lơng 32 78 TẠP CHÍ KHOA H ỌC TRƯỜNG ĐẠI HỌC MỞ - SỐ (1) 2008 TAP CHI KHOA HOC SƯTP.HCM 1(12)-2008 MƠ T HÊ THƯNG THI NGHIE M THUY LL/C DA I CUONG O O PHÄN : Bğ thí nghiğm Cd chat lóng dcfqc thiet ke ggn nhę (chu“a ggn m jot thùng nh?a có dung tích 25 lft) d?a trén nguyên l'ÿ v¿an hành cúa máy thí nghi{em dã nêu PHÄN : Các thí nghiğm yeu nği dung mơn hgc : 1) Thí nghięm máy bdm : Tiêu chí: Tính hieu suat ve m{at thịi gian cho máy bdm trng hgp: 1-Bdm ị mieng thùng 2-Bdm dáy thù ng => So sánh Ket Luân: Ó v! t rí dáy thù ng luu luqng born Ión hon => thòi gian ngan, tiet kiem die n Quá trinh thí nghie m: Sù dqng mơ hình thu nhơ gom: máy born có cơng sùät 7W, cơt nc áp máy bdm tao h=85cm, thù ng chúa có dung tích 25Iít, dügc thiet ke hai v! t rí born tąi mieng thùng dáy thùng Th0c hien born 18 lit nc vào thù ng 1-Bdm vol trí mieng thùng: thòi gian born 5’39” = 339” 2BdM V! trí dáy thù ng: thịi gian born Ià 3’47” = 227” TẠP CHÍ KHOA H ỌC TRƯỜNG ĐẠIHOC HỌC-MỞ TP.HCM KHOA CÔNG NGO- SỐ (1) 2008 —T Tính hieu suat thịi gian: - T’ 339 — 227 T2 33 79 % 339 So sánh VÒ ket Iu¿an: Ơ v! trí dáy thùng luu lugng bdm Ión hon => thịi gian ngan, tiet kiem dien 2) Thí nghięm khåo sát phlJdng trình Bernoulli : Tiêu chí: khào sát PT Bernoulli => Dịng chày qua măt cat co hęp: vãn tÖc tăng, áp suat giåm => có nhieu úng dqng thác te Q trình thí nghiem: 1- Sd Ưng Venturi: Kilo sat Pbcrdrip trình BernoulỴi BTU DO DÙỊNG NĂNG VÀ’ DŁíƯ NG ÁP r”»un ț'rc›i‹4u ‹ ‹›-a › ï«únc vĨ› t.x›t zput’ ós‹ 2-Thí nghiem khào sát phudng trình Bernoulli vói Ưng Venturi dugc thiet ke có ba doan 827 - e21 - e27 dudc dăt Ưng dị áp ldc theo sd dƯ ngun Iÿ nêu Q trình thí nghiem vói IiJu luqng Q = 0,25 lit/s, ket quå didc ghi sd trén 3-Phudng trình Becnoulli: düğc thiet Iâp trê n nguyê n Iÿ bào toàn Ining: + y 1+ l* 2g + H A — H ; — H ¡ —— Z + y 2g Trong dó : Z : cao so vói măt chuan P : áp suät ; Ț : trgng lhdng riêng cûa chät Iơng V : vãn toc dịng chåy ; Œ : he sƯ súa chúa dơng 34 80 TẠP CHÍ KHOA H ỌC TRƯỜNG ĐẠI HỌC MỞ TP.HCM - SỐ (1) 2008 TAP CHI KHOA HOC SƯ 1(12)-2008 g : gia toc trgng trng HA : Inøng thêm vào HE : Ining Iäy HL : lugng ton thät Trong q trình thí nghiem trê n Ưng Venturi, khơng có Inøng thêm vào (HA=0), khơng có Idling lay (HE=0), cịn Iąi thành phan HL Ià ton that Neu chät Iơng Ià Iÿ tũng sè khơ ng có ton thät dịng chay dng Indng sè Ià mğt dng nam ngang, cịn doi vói chät Iơng thác có ton thät nên dng Ining giåm theo chieu dòng chåy M{at khác ta thäy rõ himen thong chät lông di qua măt cat co hęp áp ldc giåm (tai v! trí co hęp cğt nc áp giåm) 3) Thí nghięm dąc ton that : Tiêu chí : Tính tốn ton thät cğt nc cho trng høp: Ton thät cuc bo, tƯn thät dng dài (do thu hęp dot ngôt, mô rğng dôt ngôt, chuyen hng dịng chåy, v/an chuyen dng Ưng ) => Ket lucan: Trong dòng chåy thác => ton thät Ià hien húu can phai dąc de thiet ke (TK) dng Ưng cäp hoăc ncfóc Q trình thí nghie m 1-Ton thät c?c bğ (vd dien hình: ton that chuyen hc/óng dịng chåy) ton that Iu’dng qua co 90º doi vói Öng 027 & e21, ket quå thí nghiem cho thay: vói luu wdng 0,25 lit/s ton thät qua co 027 Ià 2,40 cm ; ton thät qua co e21 9,20 cm 2-Ton thät dng dài (vd dien hình: ton thät du*ong dài) ton that düòng dài trén Öng e27 & e21, ket quå thí nghiem cho thäy: vói IUu Ining 0,25 lit/s ton that qua 1md ong e27 4,50 cm; ton thät qua md Öng e21 Ià 8,40 cm So sánh ket Iucan: thiet ke diJịng Ưng dan chat Iịng ta uu tiên chgn diJịng kính tiet dien Ión, măc dù chi phí ban däu có tƯn song sè dąt duoc hieu q cao q trình khai thác 4) Thí nghigem lcfu Icfdng dịng chåy bang dƯng hćỵ thuy cuc: Tiêu chi: lu’u lugng bang dÖng hÖ thuy cue ket hdp vói dƯng hƯ dem thịi gian => Ket Luân: Liu wing dòng chày di qua tat cå măt cat dịng chay Ià nhu nhau, dó tien de dan den Phudng trình liên tuc: TẠP CHÍ KHOA H ỌC TRƯỜNG ĐẠI HỌC TP.HCM - SỐ (1) 2008 KHOA HOCMỞ - CÔNG NGO 35 81 Quá trình thí nghiem: 1-Dịng chày qua dƯng hƯ d!nh wdng tąi v! trí däu ngn: ng hƯ d!nh wcỵng disc sú dung Ià dÖng hÖ thuÿ cqc (dÖng hÖ nu’óc sù d? ng hğ gia dình), dƯng hƯ có năm sƯ kim quay vịng dó vịng quay nhanh nhat Ià x0,001 m3 (1lit) => 1lit/vịng, q trình ket hip vói dƯng hƯ thịi gian che dğ dem giây (s) Ket q disc vòng 16s => IUu wing = 0,251/s 2- Dịng chåy V! trí ci nguon chåy vo xụ nhỗa dung tớch lit, thũi gian du' c tù bat dau húng den day thùng Ià 16s => luu Ining = 0,251/s Ket Iucan: Liu wdng dU c tąi V! trí dau nguon v! trí ci ngn Ià nhü => Phudng trình liên tuc dã duqc chúng minh bàng th¿c nghiem 5) Thí nghiem van toc dịng chåy bang ong dị PitƯt: Tiêu chí: Do vân tóc dịng chåy bang Öng dò PitÖt => Phuong pháp ddn giàn nhung hieu quå, phuong pháp disc úng d? ng nhieu th¿c te Q trình thí nghiem 1-So cau tąo Ưng dị PitƯt: didc thiet ke trén doąn Ưng PVC e27 có hai dáu dị áp ldc, mơt dáu dị thang mot dáu có doąn duoc n cong hng vào tâm dịng chåy nhu hình vé: 36 82 TẠP CHÍ KHOA H TAP ỌC TRƯỜNG ĐẠI HỌC MỞ TP.HCM - SỐ (1) 2008 CHI KHOA HOC SƯ 1(12)-2008 2-Q trình do: Liu lugng qua ong: 0,251/s ; chênh lech clot áp h=2,5cm dng kính cúa Öng d=0,023m thuc _Q m Vqp„p —— 0,000250 = 0,6m / s 0,000415 —— 1x0 025 = 0,7m / s thuc 0,6 lytuong 07 = 0,86 Ket luân: Sau xác d!nh dugc he sÖ ę ta thành Imap công thúc: Tù công thúc ta chi Can có giá t ! chênh lech cot áp h Ià ta tính dugc vțan tƯc thác cúa dịng chåy, thác te nguòi ta thüòng I{ap san bàng tra (h =>V) sau dó chi can d?c giá t ! h Ià tra bàng ta có giá tr! V 6) Thí nghiğm dịng chày qua Io vịi: Tiêu chí: Khåo sát dịng chåy qua Io vịi có cù ng di ịng kính Io áp suät cğt nüóc tcfdng dudng => Ket lucan : Quy dąo dòng chåy Ià mot nhánh Parabol bác hai Dòng chåy qua Io có vân tƯc Ión hdn, dó dịng chåy qua vịi Iąi có li u Idling Ión hdn Q trình thỵ nghiem 1-Các thơng sƯ ky thuât: Vât lieu che tąo Ià Öng nh¿a PVC e21 vói quy cách: - chieu dài vịi: L, , = 103mm - be dày Io dng kính vịi D„, = 18mm : L, = 2,50mm ; dng kính Io D„ = 18mm 2-Thác hien thí nghiêm: Lan Icfdt cho nüóc chåy tù thù ng qua Io vòi, dong thòi ghi nhãn xa cùa tia ni óc ra, sau dó húng nc vào xơ nh¿a dung tích lit tính thịi gian de luu Ii ong ta du’oc ket quå nhu sau: * So sánh vân tƯc: - dịng chåy qua Io ban xa : 1,20m - dòng chày qua vòi ban xa : 1,05m => v¿an tƯc qua IƯ Ión hdn v¿an tƯc qua vịi (V„ >V, o, ) * So sánh luu lhøng: - luu wong qua IÖ Q„ = lit/1 0s = 0,4 I/s - ìuu Inøng qua vịi Q„, = lit/7s = 0,57 1/s => luu wing qua IƯ nhơ hdn luu Indng qua vịi (Q„ > Q„¡) Các thí nghiêm nêu dã thê hien nôi dung cd bãn cỷa mửn hỗic, nhiờn bử thớ nghiờm sộ diJức tiê”p the nghiên cU“u bơ sung, hồn thiên dê dáp iJ“ng tư“t hdn u cäu cua mơn hoc TN Cd Chå“t Long TẠP CHÍ KHOA H ỌC TRƯỜNG ĐẠI HỌC MỞ TP.HCM - SỐ (1) 2008 KHOA HOC - CĨNG NGO 37 83 Lịi ket: - Khå áp dung cùa giài pháp: Oe tài nghiên cÚu thiet ke che tao Bo thí nghiem Cd Chät Lơng gqn nhę dã duğc ch?n báo cáo “Hği Thào Khoa H?c“ ngày 27/10/2006 cúa Khoa Ky Thuât - Công Nghê khå áp d?ng cúa giåi pháp dã dtïdc chúng minh qua thác te giang day tai tính: Tien Giang, An Giang, Kiên Giang, Ben Tre, Cà Mau, Bình Di ong, Phú Yên - Hieu quå kính te, xã hoi: Sinh viên he tąo tù xa neu phåi den Phịng thí nghiem tąi cd sơ 465 Nd Trang Long, thành phƯ HƯ Chi Minh de h?c mơn thí nghiem Cd chät Iơng sé g{ap rät nhieu khó khăn, xa xơi cách trị, tƯn tien bąc thịi gian C? the có the tính nhiJ sau: neu phåi thác hiên 25 tiét hgc tgi Tp.HCM sé phài mät ngày (chua ke thòi gian di ve) bình quân mğt sinh viên sè phài tƯn tƯng cğng khồng 500.000 d cho chi phí ăn ô, tàu xe di Iąi Theo bån xác nhcan khÖi wdng giång day cúa Trung tâm Oào tąo Tù xa, tù tháng 11/2005 den tháng 12/2006 dã có tƯng so 360 sinh viên hồn thành mơn hgc Vãy tóng so tien tiet kiem d0dc sè Ià 500.000d/sv x 360sv = 180.000.000d (Mğt trăm tám mcdi trieu dong.) ... lt båo tồn wøng dã giåi thích dieu này: wdng cûa dòng chåy gom hai thành phan Ià the dong dó áp ldc 6ai dien cho the v¿an tÖc dąi dien cho dơng => dong tăng the giåm & Thí nghiem Do dąc tỊn that... hoi: Sinh viên he tąo tù xa neu phåi den Phịng thí nghiem tąi cd sơ 465 Nd Trang Long, thành phƯ HƯ Chi Minh de h?c mơn thí nghiem Cd chät Iơng sé g{ap rät nhieu khó khăn, xa xơi cách trị, tƯn tien... dugc nhúng ket quå Iÿ thú tien hành thí nghiem luu lugng ong Venturi, v¿an tƯc bang Ưng dị Pitot v v IV TRÌNH BÀY GIÅI PHÁP : PHAN Mơ tà máy thí nghi4m tąi phịng thí nghięm Cd chat lơng 32 78 TẠP