Thiết kế máy lọc bụi không khí

Lời nói đầu Bụi là những phần tử ở thể rắn hoặc thể lỏng lở lửng trong không khí. Để có thể lửng lơ lâu trong không khí, kích thước của các hạt bụi thường không to quá 5070 micron (mỗi micron bằng một phần nghìn milimet). Hiện nay ở một số thành phố lớn, tình trạng ô nhiễm không khí do bụi rất phổ biến. Và tình trạng ô nhiêm không khí đang là một thực trạng đáng quan ngại và theo các chuyên gia đánh giá, ô nhiễm không khí đang ở mức báo động đỏ và cao nhất từ trước đến nay. Từ thực trạng nói trên, chúng em đã lên ý tưởng tạo ra một thiết bị có thể lọc được tối đa bụi trong không khí mà chỉ dụng nguyên liệu tái chế. Thiết bị chỉ sử dụng các phương pháp lọc bụi cơ bản được học trong sách giáo khoa THPT nhưng có sự đổi mới kết hợp của ba phương pháp: Ly tâm, Lưới tĩnh điện, buồng lắng bụi.

SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO HÀ NỘI TRƯỜNG THPT Phan Huy Chú – Đống Đa ************** ĐỀ TÀI DỰ THI KHOA HỌC, KỸ THUẬT DÀNH CHO HỌC SINH TRUNG HỌC CẤP THÀNH PHỐ LẦN THỨ TƯ (NĂM HỌC 2014 - 2015) Tên đề tài:THIẾT KẾ MÁY LỌC BỤI KHÔNG KHÍ Lĩnh vực: Kỹ thuật: Kỹ thuật điện khí NGƯỜI HƯỚNG DẪN HD1: - Cử nhân Nguyễn Thành Lập - Đơn vị công tác: ĐH Sư Phạm Hà Nội HD2: - Cử nhân Trần Văn Huy - Đơn vị công tác: Trường THPT Phan Huy Chú – Đống Đa TÁC GIẢ: 1.Bùi Tuấn Minh 2.Ngơ Hồng Sơn Hà Nội, tháng 11 năm 2014 Lớp:12D1 Lớp:11A3 Lời nói đầu Bụi phần tử thể rắn thể lỏng lở lửng khơng khí Để lửng lơ lâu khơng khí, kích thước hạt bụi thường không to 50-70 micron (mỗi micron phần nghìn milimet) Hiện số thành phố lớn, tình trạng nhiễm khơng khí bụi phổ biến Và tình trạng nhiêm khơng khí thực trạng đáng quan ngại theo chun gia đánh giá, nhiễm khơng khí mức báo động đỏ cao từ trước đến Từ thực trạng nói trên, chúng em lên ý tưởng tạo thiết bị lọc tối đa bụi khơng khí mà dụng nguyên liệu tái chế Thiết bị sử dụng phương pháp lọc bụi học sách giáo khoa THPT có đổi kết hợp ba phương pháp: Ly tâm, Lưới tĩnh điện, buồng lắng bụi Bụi hút vào cổng hút bụi nhờ quạt tản nhiệt lắp bên lọc bụi Khi bụi vào chuyển động theo dịng lưu chuyển khơng khí Các hạt bụi to rơi xuống đáy chai nhựa to nhờ phương pháp buồng lắng ly tâm Các hạt bụi nhỏ tiếp tục chuyển động nhiễm điện âm, vào bên chai nhỏ có lớp vỏ lon nhơm mang điện tích dương nhằm giữ hạt bụi nhỏ Khơng khí lọc qua quat tản nhiêt bên ngồi mơi trường I - Thực trạng ô nhiễm không khí bụi Ở hầu hết đô thị nước ta bị ô nhiễm bụi, nhiều nơi bị ô nhiễm bụi trầm trọng, tới mức báo động Các khu dân cư cạnh đường giao thông lớn gần nhà máy, xí nghiệp bị ô nhiễm bụi lớn  Nồng độ bụi khu dân cư xa đường giao thông xa sở sản xuất hay khu công viên đạt tới xấp xỉ trị số tiêu chuẩn cho phép  Trong năm gần đây, Hà Nội phải đối mặt với vấn đề ô nhiễm mơi trường, có mơi trường khơng khí Đặc biệt là, khu công nghiệp, trục đường giao thông lớn bị ô nhiễm với cấp độ khác Một đường ô nhiễm bụi Hà Nội  Các nhà máy xí nghiệp xả lượng lớn khí bụi vào mơi trường II - Ngun nhân Vì lại có thực trạng đáng buồn hệ để lại? Ta tìm hiểu Do người 1.1 Ơ nhiễm khơng khí giao thơng thị Với mức độ tăng trưởng trung bình hàng năm xe máy 15% ôtô 10% năm 1996 thành phố có 600.000 xe máy 34.000 tơ sau 10 năm lượng tơ tăng lên gấp 4,4 lần (150.000), xe máy tăng lên 2,6 lần (1,55 triệu) nguồn gây nhiễm mơi trường khơng khí chủ yếu tuyến đường giao thông Hà Nội Trong đó, sở hạ tầng giao thơng cịn thấp , cường độ dòng xe lớn, đường hẹp, nhiều giao điểm (ngã ba, ngã tư), ý thức người tham gia giao thông kém, Tất yếu tố dẫn đến lượng khí độc hại CO, SO2, NO2 hợp chất chứa bụi, chì, khói thải tăng, gây nhiễmmơi trường khơng khí trục giao thơng nút giao thơng đặc biệt vào cao điểm Lượng lớn phương tiện giao thơng tiêu thụ Bên cạnh đó, chất lượng phương tiện giao thông ý thức người dân tham gia giao thông nguyên nhân làm tăng nồng độ chất ô nhiễm Hàng loạt yếu tố như: cũ, hay thời gian sử dụng, hệ thống thải khơng đạt u cầu, lượng khí thải không đảm bảo tiêu chuẩn thải… Công trường xây dựng 1.2 Ơ nhiễm khơng khí xây dựng Tốc độ thị hóa Hà Nội diễn nhanh mạnh, thành phố “công trường” lớn Hiện địa bàn thành phố ln có 1.000 cơng trình xây dựng lớn nhỏ thi công, gây ô nhiễm bụi khu vực rộng lớn Ngồi ra, tháng cịn có khoảng 10.000 m2đường bị đào bới để thi cơng cơng trình hạ tầng kỹ thuật Thành phố có khoảng 300 điểm tập trung buôn bán vật liệu xây dựng Mà phần lớn điểm bn bán khơng có đủ điều kiện kinh doanh bảo đảm vệ sinh môi trường, diện tích nhỏ hẹp, khơng có hàng rào che chắn, thường sử dụng vỉa hè làm nơi tập kết vật liệu, ln phát tán bụi vào mơi trường Tất ngun nhân khiến cho tình trạng nhiễm bụi mức cao Vận chuyển vật liệu xây dựng 1.3 Do hoạt động sinh hoạt dịch vụ cộng đồng Mơi trường khơng khí khơng bị ảnh hưởng yếu tố mà bị ảnh hưởng hoạt động sinh hoạt người dân như: khí thải từ gia đình dùng bếp than tổ ong để đun nấu (bình quân gia đình tiêu thụ 2kg than/ngày, tức 50 60kg/tháng) đóng góp phần đáng kể việc làm suy giảm chất lượng mơitrường khơng khí Hà Nội Hoạt động làng nghề (gốm Bát Tràng, Triều Khúc…), sở tiểu thủ công nghiệp nằm rải rác khắp ngõ xóm, khu dân cư(đặc biệt khu vực ngoại thành) gây ảnh hưởng không nhỏ Hoạt động sinh hoạt, dịch vụ người dân thải lượng rác lớn, lượng rác tồn đọng lâu ngày không thu rọn gây ảnh hưởng mơi trường khơng khí Tất hoạt động gây khó khăn cho việc kiểm sốt giảm thiểu nhiễm mơi trường khơng khí thành phố Cảnh sinh hoạt người dân Do mơi trường tự nhiên - Ơ nhiễm hoạt động núi lửa: hoạt động núi lửa phun lượng khổng lồ chất ô nhiễm tro bụi - Ô nhiễm cháy rừng: cháy rừng nguyên nhân tự nhiện hoạt động thiếu ý thức người - Ô nhiễm bão cát: tượng bão cát thường xảy vùng đất trơ khô lớp phủ thực vật ngồi việc gây nhiễm bụi - Ô nhiễm phân hủy chất hữu tự nhiên: Do trình lên men chất hữu khu vực bãi rác, đầm lầy chí có vi sinh vật Bụi sinh từ tự nhiên III Hệ Sức khỏe người Ai cảm nhận nhiều tác hại hạt bụi, tác hại thực ghê gớm giá phải trả cho cơng nghiệp hóa, cho phát triển khoa học Đó bệnh bụi phổi Bụi khói thuốc có kích thước micron, hàng năm giết chết 300 nghìn người tồn giới, gấp lần số người chết tai nạn giao thông Bụi Silic Người làm mỏ than, nghề khoan đục đá, sản xuất đồ gốm sứ, gạch ngói, xi măng, khai thác cát dễ mắc bệnh bụi phổi Biến chứng thường gặp làm giảm phế nang, gây khó thở, suy hơ hấp, viêm phế quản mạn tính, viêm phổi cấp tính, tâm phế mạn, tràn khí phổi làm chết người Ngồi ra, chất công nhận gây ung thư phổi, ung thư dày, quản, thận Ơ nhiễm mơi trường khơng khí Ảnh hưởng đến mơi trường Gây biến đổi khí hậu thiên tai như: - Hiệu ứng nhà kính tượng nóng lên tồn cầu +Sự tăng mực nước biển băng tan làm tăng thể tích đại dương +Nhiệt độ tăng gây hậu nghiêm trọng đến nông nghiệp hệ thống sinh thái, làm trầm trọng thêm vấn đề sa mạc hóa thiếu hụt nước - Mưa axít: gây tổn hại nghiêm trọng đến cánh rừng hồ trở thành vấn đề môi trường quốc tế - Suy giảm tầng ôzôn: tầng ôzôn bị phá hủy mưc dộ ánh sang xuyên qua trái đât tăng lên, nảy sinh mối lo ngại hậu liên quan đến môi trường sinh thái 10 Ảnh hưởng đến thiết bị điện tử Ví dụ như: Laptop tiện lợi cho công việc di động, gọn nhẹ dễ mang theo công tác Và thấp sau hai năm sử dụng bám nhiểu bụi bẩn bên máy Ảnh hưởng bụi đến thiết bị điện tử Vị trí bám nhiều bụi xác định quạt tản nhiệt, bụi bám nên hiệu giải nhiệt bị giảm đáng kể làm cho laptop trở nên nóng dễ gây tình trạng tắt máy đột ngột hay nguy hiểm gây cháy nổ từ bên IV Một số thiết bị lọc bụi tân tiến khác Máy lọc không khí Coways Máy lọc khơng khí Coways mang lại khơng khí lành khỏe mạnh hàng ngày Luồng khơng khí mạnh mẽ hoạt động yên tĩnh, lý tưởng cho không gian sống Hệ thống lọc COWAY tùy chỉnh cấu hình 11 để bảo vệ chống lại loạt nhân có hại khơng khí, chất gây nhiễm mùi Chất lượng cơng nghệ lọc khơng khí Coways đạt chứng nhận tổ chức uy tín ngành công nghiệp BAF, SIAA, Energy Star AAFA Dù trang bị hệ thống lọc khí siêu mỏng thiết bị lọc khơng khí Coway gồm lớp lọc khác với kết hợp cơng nghệ lọc A3 gồm lớp loại bỏ vi khuẩn, bụi bẩn khử mùi khó chịu Thử nghiệm cho thấy kết hợp công nghệ lọc loại bỏ tới 99% vi khuẩn (là vi khuẩn gây bệnh cúm viêm nhiễm đường hô hấp), 80% bụi bẩn 40% loại mùi khó chịu khói thuốc lá, mùi gas số loại mốc khác Ngồi máy lọc khí hệ “siêu mỏng” cịn có nhiều tính thân thiện mơi trường người vỏ làm từ vật liệu tái chế, tiết kiệm điện (ở mức thấp tiêu thụ hết 4,3W cao 43W), độ ồn thấp (cao 48,4 dBA) phím điều khiển đơn giản Có thể nói, với phát triển khơng ngừng kinh tế tri thức Coway ngày có sản phẩm tốt không túy cơng sử dụng mà cịn độ an tồn cho người sử dụng môi trường 12 Máy lọc khơng khí Panasonic f-pxf35a Hạt nanoe thâm nhập sâu vào kết cấu bên để bắt lấy vi khuẩn chất gây dị ứng ngăn chặn đến 99,9% tác nhân gây dị ứng Bộ lọc không khí tích hợp với cơng nghệ Super alleru-buster, Tinh chất trà xanh vi sinh kháng khuẩn Lưu thông không khí 3D giúp lọc hiệu chất bụi bẩn mùi hôi nhà Đèn báo mức ô nhiễm thay đổi bảng đèn thấy chất lượng khơng khí Chế độ tự động tạo tốc độ hoạt động tương ứng với mức độ ô nhiễm khơng khí Chế độ Turbo loại bỏ ô nhiễm cài đặt mặc định 10 phút Chế độ ngủ mang lại thoải mái, dễ chịu suốt Chế độ kiểm tra lọc nhắc nhở đến thời hạn cần phải thay Hiệu cho kích cỡ phịng tối đa 26 m2 V – Hộp xanh Giới thiệu 1.1 Vật liệu - chai nhựa 1,5l - chai nhựa 350ml - Giấy bạc nhôm - quạt tản nhiệt máy tính - Vỏ lon nhơm - Mạch tạo điện áp cao - Biến áp xung tivi +Biến áp xung biến áp hoạt động tần số cao khoảng vài chục KHz biến áp nguồn xung , biến áp cao áp lõi biến áp xung 13 làm ferit , hoạt động tần số cao nên biến áp xung cho công xuất mạnh, so với biến áp nguồn thơng thường có trọng lượng biến áp xung cho cơng xuất mạnh gấp hàng chục lần Bộ biến áp xung tivi +Biến áp xung biến đổi điện áp xung hay cường độ xung Số vòng dây biến áp xung thường Lõi biến áp xung ferit hay hợp kim pemeloïd lõi biến áp thường thép silic Biến áp xung cộng tín hiệu xung, biến đổi cực tính xung lọc bỏ thành phần chiều dòng điện Biến áp xung làm tăng biên độ điện áp dịng mà trì dạng xung ban đầu, không bị méo.Độ dài xung (ở máy điều khiển tự động) vào khoảng 0.1 μs, ngắn chu kỳ điện lưới hàng triệu lần, nghĩa tần số lớn gấp hàng triệu lần, đến MHz.  14 1.2 Cơ chế hoạt động Bụi hút vào cổng hút bụi nhờ quạt tản nhiệt lắp bên lọc bụi Khi bụi vào chuyển động theo dịng lưu chuyển khơng khí Các hạt bụi to rơi xuống đáy chai nhựa to nhờ phương pháp buồng lắng ly tâm Các hạt bụi nhỏ tiếp tục chuyển động nhiễm điện âm, vào bên chai nhỏ có lớp vỏ lon nhơm mang điện tích dương nhằm giữ hạt bụi nhỏ Khơng khí lọc qua quat tản nhiêt bên ngồi mơi trường Cịn hạt bụi nhỏ bên sau ngắt nguồn điện bị trung hòa điện rơi xuống đáy chai to với hạt bụi to Cơng việc cịn lại mở lắp chai to lấy bụi ngồi 1.3 Mục đích ứng dụng - Sử dụng nguyên liệu tái chế 100% Và theo cơng văn thủ tướng phủ định thu hồi sử lý sản phẩm thải bỏ tạo điều kiện để sản xuất hộp xanh đại trà giá hợp lý, nắm bắt xu thay đổi nước - Hộp xanh có kích thước nhỏ gọn đặt phù hợp tất nơi trường học, nhà nơi công cộng công viên hay đường - Có suất lọc bụi khơng khí cao sử dụng lâu dài - An toàn dễ sử dụng - Kết hợp sử dụng nhiều phương pháp lọc bụi học sách giáo khoa như: buồng lắng bụi, phương pháp lọc bụi ly tâm, phương pháp lọc bụi tĩnh điện nên mang tính thí nghiệm thực tế cao 15 Thí nghiệm 2.1 Qui trình lắp đặt - Cắt phần cuối hai loại chai nhựa(5 cm), lồng hai chai nhỏ với - Dùng vỏ lon nhôm cắt thành dây cưa khoảng 20cm dán vào mặt chai nhựa nhỏ gắn với - Cố định chai nhỏ bên chai to, lắp đặt quạt tản nhiệt phần cuối chai to cắt, cắt hình chữ nhật vừa đủ rìa vỏ chai to - Nối hệ thống mạch điện vào chai Mạch tạo điện áp cao dùng biến áp xung Quạt tản nhiệt 16 2 Q trình thí nghiệm - TN1: Lắp điện vào hai vỏ lon cắt cho nằm song song cách khoảng 5cm , bên mang điện tích âm, mang điện tích dương Thả hạt bụi vào dưới, lúc sau hạt bụi bị hút lên bên  Thí nghiệm thành cơng - TN2 : thả hạt bụi vào chai cắt sửa hồn chỉnh nhằm xác định dịng dịch chuyển hạt bụi  Thí nghiệm thành cơng - TN3 : nối chai với nguồn điện 220V nhằm thử nghiệm tổng thể hệ thống  Thí nghiệm thất bại Lý : Điện bị hở, phóng điện yếu làm hạt bụi bị nhiễm điện hút chúng - TN4: sử dụng mạch mới, bao gồm Mạch tạo điện áp cao biến áp xung tivi thay cho nguồn 220V bình thường tăng hiệu điện lên 2000V 17  Thí nghiệm thành cơng, ( hiệu điện 200V an tồn cường độ dịng điện nhỏ) Tổng kết  Ưu điểm: - Sử dụng nguyên liệu tái chế 100% Và theo công văn thủ tướng phủ định thu hồi sử lý sản phẩm thải bỏ tạo điều kiện để sản xuất hộp xanh đại trà giá hợp lý, nắm bắt xu thay đổi nước - Hộp xanh có kích thước nhỏ gọn đặt phù hợp tất nơi trường học, nhà nơi công cộng công viên hay đường - Có suất lọc bụi khơng khí cao sử dụng lâu dài - An toàn dễ sử dụng - Kết hợp sử dụng nhiều phương pháp lọc bụi học sách giáo khoa như: buồng lắng bụi, phương pháp lọc bụi ly tâm, phương pháp lọc bụi tĩnh điện nên mang tính thí nghiệm thực tế cao - Sau lọc khí khí ozon  Nhược điểm -Chưa có số liệu thực tế lượng bụi hút ngày chưa có điều kiện đáp ứng thí nghiệm đo lượng bụi thu phòng ngày - Phạm vi hoạt động cịn chưa lớn 18 Tính - Sử dụng nguyên liệu tái chế 100% Và theo công văn thủ tướng phủ định thu hồi sử lý sản phẩm thải bỏ tạo điều kiện để sản xuất hộp xanh đại trà giá hợp lý, nắm bắt xu thay đổi nước - Hộp xanh có kích thước nhỏ gọn đặt phù hợp tất nơi trường học, nhà nơi công cộng công viên hay đường - Có suất lọc bụi khơng khí cao sử dụng lâu dài - An toàn dễ sử dụng - Kết hợp sử dụng nhiều phương pháp lọc bụi học sách giáo khoa như: buồng lắng bụi, phương pháp lọc bụi ly tâm, phương pháp lọc bụi tĩnh điện nên mang tính thí nghiệm thực tế cao - Sau lọc xong khí xả khí ozon(tác dụng ngồi dự kiến) Phương hướng phát triển - Có thể ứng dụng vào hệ thống quạt thơng gió - Có thể lắp đặt thêm hệ thống lượng mặt trời nhằm tiết kiệm điện - Dẫn khí ozon để sử dụng tác dụng - Lắp thêm tính cài đặt tự động ngừng lọc bụi - Lắp thêm hệ thống giảm tiếng ồn 19 VI Một số tài liệu tham khảo https://www.google.com.vn/ http://www.linhkiendientu.co/2012/05/tac-dung-cua-bien-ap-xung.html http://vi.wikipedia.org/wiki/ http://dientuvietnam.net http://www.emate.com.vn/newsview.aspx?cate=54&id=395 20 ... suất lọc bụi khơng khí cao sử dụng lâu dài - An toàn dễ sử dụng - Kết hợp sử dụng nhiều phương pháp lọc bụi học sách giáo khoa như: buồng lắng bụi, phương pháp lọc bụi ly tâm, phương pháp lọc bụi. .. suất lọc bụi khơng khí cao sử dụng lâu dài - An toàn dễ sử dụng - Kết hợp sử dụng nhiều phương pháp lọc bụi học sách giáo khoa như: buồng lắng bụi, phương pháp lọc bụi ly tâm, phương pháp lọc bụi. .. suất lọc bụi khơng khí cao sử dụng lâu dài - An tồn dễ sử dụng - Kết hợp sử dụng nhiều phương pháp lọc bụi học sách giáo khoa như: buồng lắng bụi, phương pháp lọc bụi ly tâm, phương pháp lọc bụi