Ảnh hưởng của thông số elip sinh hình thành biên dạng rôto đến lưu lượng và áp suất của một loại quạt thổi rôto không tiếp xúc

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI LUẬN VĂN THẠC SĨ Ảnh hưởng thơng số elip sinh hình thành biên dạng rôto đến lưu lượng áp suất loại quạt thổi rôto không tiếp xúc LÊ THỊ NINH NINH.LT202051M@sis.hust.edu.vn Ngành Cơ điện tử Giảng viên hướng dẫn: TS Nguyễn Hồng Thái Viện: Cơ khí HÀ NỘI, 5/2022 Chữ ký GVHD CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập – Tự – Hạnh phúc BẢN XÁC NHẬN CHỈNH SỬA LUẬN VĂN THẠC SĨ Họ tên tác giả luận văn : Lê Thị Ninh Đề tài luận văn: Ảnh hưởng thông số elip sinh hình thành biên dạng rơto đến lưu lượng áp suất loại quạt thổi rôto không tiếp xúc Chuyên ngành: Cơ điện tử Mã số SV: 20202051M Tác giả, Người hướng dẫn khoa học Hội đồng chấm luận văn xác nhận tác giả sửa chữa, bổ sung luận văn theo biên họp Hội đồng ngày 28-04-2022 với nội dung sau: Gộp chương chương thành chương 3, đổi tên chương từ “Khảo sát ảnh hưởng tham số thiết kế đặc trưng đến biên dạng rôto lưu lượng trung bình quạt thổi” thành “Khảo sát ảnh hưởng tham số thiết kế đặc trưng đến biên dạng rơto, lưu lượng trung bình lưu lượng tức thời quạt thổi” Đồng thời đổi chương thành chương Đã sửa “QTRTKTX” thành “Quạt thổi rô to không tiếp xúc” Ngày Giáo viên hướng dẫn tháng năm Tác giả luận văn CHỦ TỊCH HỘI ĐỒNG Mẫu 1c BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI LÊ THỊ NINH ẢNH HƯỞNG CỦA THÔNG SỐ ELIP SINH HÌNH THÀNH BIÊN DẠNG RƠTO ĐẾN LƯU LƯỢNG VÀ ÁP SUẤT CỦA MỘT LOẠI QUẠT THỔI RÔ TO KHÔNG TIẾP XÚC Chuyên ngành : CƠ ĐIỆN TỬ LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC CƠ ĐIỆN TỬ NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: TS NGHUYỄN HỒNG THÁI Hà Nội – 2022 Lời cảm ơn Đầu tiên, xin gửi lời cảm ơn đặc biệt tới giảng viên hướng dẫn tôi, TS Nguyễn Hồng Thái – Người định hướng, dẫn dắt cố trực tiếp cho suốt thời gian thực đề tài nghiên cứu khoa học Thầy cho lời khuyên quý giá kiến thức chuyên môn định hướng nghề nghiệp tương lai cho Một lần nữa, xin gửi lời cảm ơn sâu sắc đến thầy tất lịng Đồng thời, tơi xin gửi lời cảm ơn đến thầy cô môn Cơ sở thiết kế máy robot, khoa Sau đại học trường Đại học Bách Khoa Hà Nội giúp đỡ, tạo điều kiện cho tơi q trình viết luận văn thạc sĩ Trong luận này, hẳn tránh khỏi hạn chế thiếu sót Tơi mong muốn nhận nhiều đóng góp quý báu đến từ quý thầy cô bạn đọcđể đề tài hồn thiện có ý nghĩa thiết thực áp dụng thực tiễn sống Chân thành cảm ơn Tóm tắt nội dung luận văn Luận văn gồm 80 trang trình bày chương phần mở đầu, kết luận, tài liệu tham khảo Nội dung luận văn đề cập bao gồm: 1) Tổng quan quạt thổi rôto không tiếp xúc kiểu Roots: Lịch sử phát triển, phân loại, ứng dụng, tình hình nghiên cứu ngồi nước; 2) Mơ hình tốn học biên dạng rơto quạt thổi Roots mới; 3) Khảo sát ảnh hưởng tham số thiết kế đặc trưng đến biên dạng rôto, lưu lượng trung bình lưu lượng tức thời quạt thổi; 4) Khảo sát áp suất tức thời trình quạt làm việc Luận văn nghiên cứu dựa nguyên lý dẫn động cặp bánh trụ tròn ăn khớp ngồi để tiến hành thiết lập phương trình biên dạng rơto máy thủy lực thể tích xyclt Luận văn sử dụng phần mềm Matlab để viết mô đun toán học, sử dụng phần mềm AutoCad Solidwork để dựng mơ hình 3D quạt thổi phần mềm Ansys để tiến hành tính tốn mơ số Kết luận văn có ý nghĩa khoa học quan trong góp phần xây dựng lý thuyết thiết kế loại máy thủy lực thể tích xycloít Luận văn đề xuất loại quạt thổi Roots mới, cải tiến so với loại quạt thổi truyền thống Với thiết kế loại quạt thổi cải tiến góp phần vào việc cải thiện chất lượng dịng chảy, tăng hiệu suất quạt, giảm kích thước khối lượng bơm so với loại quạt thổi truyền thống HỌC VIÊN Ký ghi rõ họ tên MỤC LỤC CHƯƠNG TỔNG QUAN VỀ QUẠT THỔI RÔTO KHÔNG TIẾP XÚC KIỂU ROOTS 1.1 LỊCH SỬ QUÁ TRÌNH PHÁT TRIỂN 1.2 NGUYÊN LÝ CỦA QUẠT THỔI RÔTO KHÔNG TIẾP XÚC KIỂU ROOTS 1.2.1 Nguyên lý quạt thổi rôto không tiếp xúc kiểu Roots 1.2.2 Phân loại quạt thổi rôto không tiếp xúc kiểu Roots 1.2.3 Các ứng dụng quạt thổi rôto không tiếp xúc kiểu Roots cơng nghiệp 1.3 ĐÁNH GIÁ TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU VỀ QUẠT THỔI RƠTO KHƠNG TIẾP XÚC KIỂU ROOTS 1.3.1 Một số nghiên cứu ngồi nước quạt thổi rơto khơng tiếp xúc kiểu Roots 1.3.2 Một số nghiên cứu nước quạt thổi rôto không tiếp xúc kiểu Roots 11 KẾT LUẬN CHƯƠNG 12 CHƯƠNG MƠ HÌNH TỐN HỌC BIÊN DẠNG RƠTO CỦA QUẠT THỔI ROOTS MỚI 13 2.1 NGUN LÝ HÌNH THÀNH BIÊN DẠNG RƠTO TRÊN CƠ SỞ LÝ THUYẾT ĂN KHỚP CỦA BÁNH RĂNG XYCLOIT 13 2.2 THIẾT LẬP PHƯƠNG TRÌNH THIẾT KẾ BIÊN DẠNG RƠTO CỦA QUẠT THỔI 14 2.3 THIẾT LẬP PHƯƠNG TRÌNH TỐN HỌC MƠ TẢ Q TRÌNH ĂN KHỚP CỦA CẶP RƠTO HÌNH THÀNH QUẠT 30 2.3.1 Phương trình đường ăn khớp 30 2.3.2 Ví dụ áp dụng 31 CHƯƠNG KHẢO SÁT ẢNH HƯỞNG CỦA CÁC THAM SỐ THIẾT KẾ ĐẶC TRƯNG ĐẾN LƯU LƯỢNG TỨC THỜI CỦA QUẠT 33 3.1 ĐẶT VẤN ĐỀ 33 3.2 CƠ SỞ LÝ THUYẾT XÁC ĐỊNH LƯU LƯỢNG CỦA QUẠT THEO CÁC THAM SỐ THIẾT KẾ ĐẶC TRƯNG 33 3.2.1 Lưu lượng riêng 33 3.2.2 Diện tích rơto 34 3.3 KHẢO SÁT ẢNH HƯỞNG CỦA CÁC THAM SỐ ĐẾN BIÊN DẠNG RÔTO VÀ LƯU LƯỢNG CỦA QUẠT 35 3.4 THIẾT LẬP PHƯƠNG TRÌNH MƠ TẢ BIẾN THIÊN THỂ TÍCH CÁC KHOANG LÀM VIỆC CỦA QUẠT 39 3.4.1 Xác định diện tích khoang đẩy mặt cắt ngang vng góc với trục quay quạt thổi ……………………………………………………………………………… 40 3.4.2 Xác định miền diện tích tiết diện khoang hút mặt cắt vng góc với trục quạt 43 3.4.3 Ví dụ áp dụng 44 3.5 KHẢO SÁT ẢNH HƯỞNG CỦA THAM SỐ THIẾT KẾ ĐẾN THỂ TÍCH KHOANG HÚT VÀ KHOANG ĐẨY CỦA QUẠT 45 3.6 KHẢO SÁT ẢNH HƯỞNG CỦA CÁC THAM SỐ THIẾT KẾ ĐẾN LƯU LƯỢNG TỨC THỜI CỦA QUẠT 47 3.6.1 Thiết lập phương trình mơ tả lưu lượng tức thời 47 3.6.2 Khảo sát ảnh hưởng tham số thiết kế đặc trưng đến lưu lượng tức thời 48 3.6.3 Thiết lập mơ hình tính tốn số Ansys Workbench 49 3.6.4 Khảo sát lưu lượng theo hệ số  49 3.6.5 Dao động lưu lượng tức thời 51 KẾT LUẬN CHƯƠNG 54 CHƯƠNG KHẢO SÁT ÁP SUẤT TỨC THỜI TRONG QUÁ TRÌNH QUẠT LÀM VIỆC 55 4.1 ĐẶT VẤN ĐỀ 55 4.2 BIẾN ĐỔI ÁP SUẤT TRONG CÁC KHOANG LÀM VIỆC CỦA QUẠT 55 4.2.1 Khảo sát biến đổi áp suất khoang hút quạt 55 4.2.2 Khảo sát biến đổi áp suất khoang đẩy quạt 57 4.2.3 Ví dụ áp dụng 58 4.3 KHẢO SÁT ẢNH HƯỞNG CỦA THAM SỐ THIẾT KẾ ĐẶC TRƯNG ĐẾN ÁP SUẤT TỨC THỜI CỦA QUẠT 60 4.3.1 Khảo sát áp suất theo hệ số  60 4.3.2 Dao động áp suất quạt 61 KẾT LUẬN CHƯƠNG 74 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 75 DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH ĐÃ CƠNG BỐ CỦA LUẬN VĂN 76 TÀI LIỆU THAM KHẢO 77 DANH MỤC HÌNH VẼ Hình 1.1 Một loại quạt thổi Roots Hình 1.2 Các vị trí cánh quạt thổi trình hoạt động Hình 1.3 Nguyên lý bao hình hình thành biên dạng rơto Hình 1.4 Phân loại quạt thổi theo số Hình 1.5 Biên dạng rơ to hình thành theo ngun lý dẫn động cặp bánh trụ trịn có tỷ số truyền 1:1 [1] Hình 1.6 Đường lăn đường elíp, đường sinh đường trịn Hình 1.7 Đường lăn đường sinh đường elíp Hình 1.8 Ứng dụng quạt thổi Roots ngành công nghiệp nặng Hình 1.9 Ứng dụng quạt Roots hệ thống cấp khí nhà máy nhiệt Hình 1.10 Ứng dụng quạt Roots hệ thống xử lý nước thải cơng nghiệp Hình 1.11 Ứng dụng bơm hút chân không ngành công nghiếp sản xuất giấy Hình 1.12 Ứng dụng ngành cơng nghiệp hóa chất Hình 1.13 Ứng dụng vận chuyển nguyên liệu rời Hình 2.1 Biên dạng rơto truyền thống 13 Hình 2.2 Ngun lý hình thành đỉnh rơto (Epixiclt cải tiến) 13 Hình 2.3 Nguyên lý hình thành chân rơto (Hypoxyclt cải tiến) 14 Hình 2.4 Đặt hệ quy chiếu thiết lập phương trình 14 Hình 2.5 Tọa độ điểm P hệ tọa độ  (O0 x0 y0 ) 16 Hình 2.6 Tọa độ điểm O2 hệ tọa độ  (O1 x1 y1 ) 16 Hình 2.7 Biểu diễn hệ tọa độ  (O2 x y ) so với hệ tọa độ  (O0 x0 y0 ) 17 Hình 2.8 Ví dụ đường Epixiclt cải tiến thành lập từ Matlab (rơto cánh) 18 Hình 2.9 Ví dụ đường Epixicloít cải tiến thành lập từ Matlab (rơto cánh) 19 Hình 2.10 Ví dụ đường Epixicloít cải tiến thành lập từ Matlab (rơto cánh) 19 Hình 2.11 Ví dụ đường Epixiclt cải tiến thành lập từ Matlab (rơto cánh) 20 Hình 2.12 Dựng hệ quy chiếu thiết lập phương trình đường chân (hypoxyclơít cải tiến) 20 Hình 2.13 Tọa độ điểm O2 hệ tọa độ  (O1 x1 y1 ) 22 Hình 2.14 Ví dụ đường chân (Hypơxiclơít cải tiến) thành 24 Hình 2.15 Ví dụ đường chân (Hypơxiclơít cải tiến) thành 24 Hình 2.16 Ví dụ đường chân (Hypơxiclơít cải tiến) thành 24 Hình 2.17 Ví dụ đường chân (Hypơxiclơít cải tiến) thành 25 Hình 2.18 Mơ tả rôto cánh dạng 2D 25 Hình 2.19 Mơ tả rôto cánh dạng 2D 25 Hình 2.20 Mơ tả rôto cánh dạng 2D 26 Hình 2.21 Mơ tả rôto cánh dạng 2D 26 Hình 2.22 Mơ tả rôto cánh dạng 3D 27 Hình 2.23 Mơ tả rôto cánh dạng 3D 27 Hình 2.24 Mơ tả rôto cánh dạng 3D 28 Hình 2.25 Mơ tả rôto cánh dạng 3D 28 Hình 2.26 Mơ tả quạt thổi Roots cải tiến rôto 29 Hình 2.27 Mơ tả quạt thổi Roots cải tiến rôto 29 Hình 2.28 Mơ tả quạt thổi Roots cải tiến rôto 29 Hình 2.29 Mơ tả quạt thổi Roots cải tiến rôto 30 Hình 2.30 Thiết lập phương trình đường ăn khớp 31 Hình 2.31 Đồ thị đường ăn khớp 32 Hình 3.1 Phần diện tích S k 33 Hình 3.2 Diện tích rơto 34 Hình 3.3 Kích thước khoang làm việc 35 Hình 3.4 Hiện tượng cắt lẹm chân 38 Hình 3.5 Biểu diễn dịng chất lỏng (khí) qua quạt thổi Roots 39 Hình 3.6 Diện tích khoang hút khoang đẩy 39 Hình 3.7 Diện tích SABCD 40 Hình 3.8 Diện tích S rơto1 41 Hình 3.9 Diện tích S rơto1 42 Hình 3.10 Diện tích khoang đẩy (α=0) 43 Hình 3.11 Diện tích khoang đẩy (  =  / ) 43 Hình 3.12 Biến thiên thể tích khoang hút 44 Hình 3.13 Biến thiên thể tích khoang đẩy 44 Hình 3.14 Đồ thị khảo sát biến thiên thể tích khoang đẩy theo hệ số  46 Hình 3.15 Đồ thị khảo sát biến thiên thể tích khoang hút theo hệ số  47 Hình 3.16 Đồ thị lưu lượng tức thời quạt Roots 48 Hình 3.17 Đồ thị khảo sát lưu lượng tức tời mô theo hệ số  50 Hình 3.18 Lưu lượng tức thời theo hệ số  51 Hình 3.19 Đồ thị lưu lượng tức thời chu kỳ 52 Hình 3.20 Đồ thị lưu lượng trung bình chu kỳ 52 Hình 3.21 Đồ thị lưu lượng tức thời 53 Hình 4.1 Phân bố thể tí khoang hút 56 Hình 4.2 Biến thiên áp suất khoang đẩy 59 Hình 4.3 Biến thiên áp suất khoang hút 59 Hình 4.4 Áp suất bơm Roots theo hệ số  61 Hình 4.5 Đồ thị khảo sát áp suất tức thời mơ phịng theo hệ số  61 Hình 4.6 Đồ thị áp suất tức thời chu kỳ 62 Hình 4.7 Đồ thị áp suất trung bình 62 Hình 4.8 Đồ thị dao động áp suất 63 Hình 4.9 Áp suất góc đặc biệt  = 0.4 64 Hình 4.10 Áp suất góc đặc biệt  = 0.6 65 Hình 4.11 Áp suất góc đặc biệt  = 0.8 66 Hình 4.12 Áp suất góc đặc biệt  = 67 Hình 4.13 Trường vecto dòng lưu chất  = 0.4 68 Hình 4.14 Trường vecto dòng lưu chất  = 0.6 69 Hình 4.15 Trường vecto dòng lưu chất  = 0.8 69 Hình 4.16 Trường vecto dịng lưu chất  = 70 Hình 4.17 Đường dịng dịng lưu chất  = 0.4 71 Hình 4.18 Đường dịng dịng lưu chất  = 0.6 72 Hình 4.19 Đường dịng dịng lưu chất  = 0.8 72 Hình 4.20 Đường dịng dịng lưu chất  = 73 DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng 3.1 Thông số khảo sát thay đổi rp a (  = b / a ) thay đổi 36 Bảng 3.2 Khảo sát biên dạng rôto lưu lượng quạt thổi 36 Bảng 3.3 Bộ thơng số khảo sát thể tích 45 Bảng 3.4 Bộ thông số khảo sát lưu lượng 49 Bảng 3.5 Lưu lượng trung bình chu kỳ 52 Bảng 3.6 Dao động lưu lượng 53 Bảng 4.1 Bảng thông số khảo sát áp suất 60 Bảng 4.2 Áp suất trung bình chu kỳ 62 Bảng 4.4 Dao động áp suất 63 Áp suất bơm góc  đặc biệt theo hệ số  = 0.8 : a)  = 0 d)  = 60 g)  = 135 b)  = 30 e)  = 90 c)  = 45 f)  = 120 h)  = 150 Hình 4.11 Áp suất góc đặc biệt  = 0.8 Nhận xét: + Áp suất cục vùng thể tích bị nén hai rơto buồng đẩy thay đổi dần từ lớn đến nhỏ (4.11b, c, d) từ nhỏ tăng dần đến lớn (4.11f, g, h) đạt trạng thái cân vị trí 4.11a 4.11e (tương ứng với góc quay  = 00  = 900 ) Buồng hút có xu hướng ngược lại tạo áp suất âm so với mặt thống để hút khí vào quạt + Từ 4.11a 4.11e ta thấy áp suất buồng đẩy lớn buồng đong khí buồng hút Khi buồng đong khí thơng với buồng đẩy, dịng khí áp suất cao buồng trộn với dịng khí có áp suất thấp buồng hút dẫn đến áp suất đẩy bị giảm so với thời điểm trước thơng khí 66 Áp suất bơm góc  đặc biệt theo hệ số  = : a)  = 0 d)  = 60 g)  = 135 b)  = 30 e)  = 90 c)  = 45 f)  = 120 h)  = 150 Hình 4.12 Áp suất góc đặc biệt  = Nhận xét: + Áp suất cục vùng thể tích bị nén hai rôto buồng đẩy thay đổi dần từ lớn đến nhỏ (4.12b, c, d) từ nhỏ tăng dần đến lớn (4.12f, g, h) đạt trạng thái cân vị trí 4.12a 4.12e (tương ứng với góc quay  = 00  = 900 ) Buồng hút có xu hướng ngược lại ln tạo áp suất âm so với mặt thống để hút khí vào quạt + Từ 4.12a 4.12e ta thấy áp suất buồng đẩy lớn buồng đong khí buồng hút Khi buồng đong khí thơng với buồng đẩy, dịng khí áp suất cao buồng trộn với dịng khí có áp suất thấp buồng hút dẫn đến áp suất đẩy bị giảm so với thời điểm trước thơng khí Nhận xét: + Khi hệ số  tăng áp suất giảm thể thang đo bơm Khi  = 0.4 áp suất cao giảm dần  tăng đến  = theo góc quay, giá trị áp suất thể cột bên trái Vậy nên, biên dạng rơto có ảnh hưởng đến áp suất quạt 67 + Ứng suất tập trung vị trí ăn khớp, nên cần tính tốn đến khe hở quạt để giảm ứng suất vị trí tiếp xúc để tăng tuổi thọ rơto tuổi thọ quạt Từ Hình 4.13 đến Hình 4.16 thể đường dòng véc tơ dòng chảy: + Sự chảy rối diễn nhiều buồng hút Các phần tử khí bám thành rôto chuyển động với vận tốc rơto cịn phần tử khí bám thành stato có xu hướng chuyển động chậm dẫn đến stato rôto chênh lệch vận tốc nên gây vùng xốy Trường vecto dịng lưu chất bơm Trường vecto dòng lưu chất thể tốc độ hướng dòng chảy, nên yếu tố quan trọng việc nghiên cứu quạt thổi Roots Hình 4.13 đến 4.16 khảo sát vấn đề theo hệ số  mẫu bơm Roots: Trường vecto dòng lưu chất  = 0.4 a)  = 0 b)  = 30 d)  = 60 e)  = 90 g)  = 135 c)  = 45 f)  = 120 h)  = 150 Hình 4.13 Trường vecto dịng lưu chất  = 0.4 68 Trường vecto dòng lưu chất  = 0.6 a)  = 0 d)  = 60 g)  = 135 b)  = 30 e)  = 90 c)  = 45 f)  = 120 h)  = 150 Hình 4.14 Trường vecto dòng lưu chất  = 0.6 Trường vecto dòng lưu chất  = 0.8 a)  = 0 d)  = 60 g)  = 135 c)  = 45 b)  = 30 e)  = 90 f)  = 120 h)  = 150 Hình 4.15 Trường vecto dòng lưu chất  = 0.8 69 Trường vecto dòng lưu chất  = a)  = 0 b)  = 30 d)  = 60 e)  = 90 g)  = 135 h)  = 150 c)  = 45 f)  = 120 Hình 4.16 Trường vecto dịng lưu chất  = Nhận xét: + Từ hình 5.12 đến 5.15 thể vận tốc dịng có xuất vùng xốy quạt thổi Những vị trí có màu đỏ thể vận tốc lớn, vùng màu xanh thể vận tốc nhỏ hướng vecto thể hướng dòng chảy + Ứng với hệ số  có vị trí xốy khác với góc quay rơto rơto góc quay xốy trường hợp  xốy xuất vị trí tương đối giống + Trong trình quạt thổi, áp suất vận tốc dòng lưu chất thay đổi đột ngột dẫn đến phá vỡ liên kết phân tử chất lưu với Nên rôto, stato phân tử chất lưu sinh xung lực tác dụng trực tiếp lên rôto vỏ quạt gây tượng tróc rỗ ảnh hưởng đến tuổi thọ quạt + Ở phía cửa đẩy vận tốc dịng khí lớn so với cửa hút buồng đẩy có áp suất lớn 70 Đường dịng quạt Roots Đường dòng dòng chất lưu đường cong cho phân tử chất lưu nằm đường dịng có vecto vận tốc tức thời theo phương tiếp tuyến với đường dịng Đường dòng biểu thị quỹ đạo phần tử chất khí chuyển động Dưới hình ảnh mơ đường dòng ứng với trường hợp  rơto quay góc quay đặc biệt: Đường dịng quạt  = 0.4 a)  = 0 d)  = 60 g)  = 135 b)  = 30 c)  = 45 f)  = 120 e)  = 90 h)  = 150 Hình 4.17 Đường dịng dòng lưu chất  = 0.4 Đường dòng quạt  = 0.6 a)  = 0 b)  = 30 c)  = 45 71 d)  = 60 e)  = 90 g)  = 135 h)  = 150 f)  = 120 Hình 4.18 Đường dịng dòng lưu chất  = 0.6 Đường dòng quạt  = 0.8 a)  = 0 d)  = 60 g)  = 135 b)  = 30 e)  = 90 c)  = 45 f)  = 120 h)  = 150 Hình 4.19 Đường dịng dòng lưu chất  = 0.8 72 Đường dòng quạt  = a)  = 0 b)  = 30 c)  = 45 d)  = 60 e)  = 90 f)  = 120 g)  = 135 h)  = 150 Hình 4.20 Đường dòng dòng lưu chất  = Nhận xét: + Đường dòng thể quỹ đạo phần tử chuyển động, vị trí khoang bơm mà đường dịng bị hỗn loạn có xuất xốy giống trường hợp mơ trường vecto Khi áp suất vận tốc dòng chất lưu thay đổi đột ngột gây tượng 73 KẾT LUẬN CHƯƠNG Từ trình bày trên, chương luận văn đạt số kết sau: (1) Xây dựng biểu thức xác định khảo sát chênh lệch áp suất khoang đẩy khoang hút quạt so với bên Luận văn chu kỳ biến đổi áp suất đột ngột quạt phụ thuộc vào số rôto f = Vậy nên, tùy vào mục đích sử dụng để chọn loại quạt thổi phù 4nZ hợp (2) Từ thông số quạt đưa luận văn khảo sát, mô ảnh hưởng thông số đến áp suất quạt thay đổi hệ số  khoảng 0.4    phần mềm Ansys sử dụng modul CFX Đồng thời trình bày mơ dịng chảy quạt Qua q trình mơ phỏng, luận văn hệ số  tăng dần từ 0.4  áp suất dao động áp suất giảm dần 74 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Kết luận Nghiên cứu cải tiến quạt thổi Roots làm tăng lưu lượng áp suất đồng thời giảm kích thước vấn đề quan tâm giới, để góp phần vào q trình nghiên cứu hồn thiện đế ứng dụng vào thực tế luận văn đưa giải số vấn đề sau: Sau nghiên cứu, phân tích đánh giá kết nghiên cứu quạt thổi Roots nước, luận văn đưa mục tiêu vấn đề cần giải cụ thể Các nội dung nghiên cứu luận văn bám sát với mục tiêu tên đề tài luận văn đề Luận văn thiết lập đường cong mới, với mục đích cải tiến biên dạng rôto quạt thổi Roots Kết khảo sát cho thấy lưu lượng áp suất tăng lên kích thước rơto giảm Điều cho thấy tính khả dụng loại quạt thổi cải tiến ngành cơng nghiệp tương lai Thơng qua tính tốn, khảo sát mơ phỏng, luận văn rằng, để có kích thước tối ưu đạt lưu lượng áp suất lớn hệ số  phải nằm khoảng: 0.4    Và trường hợp  ứng với góc, luận văn đặc điểm lưu lượng, áp suất dòng chảy quạt, từ tùy vào mục đích sử dụng để chọn thông số  phù hợp Kiến nghị Trên kết tính tốn luận văn, luận văn giải vấn đề nhỏ lĩnh vực quạt thổi Roots Vậy nên luận văn đề xuất số kiến nghị để tiếp tục nghiên cứu cải tiến sau: Nghiên cứu thay đổi lưu lượng áp suất quạt xuất khe hở quạt Nghiên cứu tính tốn ảnh hưởng lực hút lực đẩy cửa hút cửa đẩy đến lưu lượng, áp suất dòng chảy quạt Mô chế tạo thực nghiệm để mô tả ảnh hưởng sai số so với lý thuyết đến quạt nghiên cứu chế tạo quạt thổi cải tiến kiểu Roots Tính tốn, khảo sát, đánh giá trình chuyển động lưu chất diễn quạt 75 DANH MỤC CÁC CƠNG TRÌNH ĐÃ CÔNG BỐ CỦA LUẬN VĂN Nguyễn Hồng Thái, Nguyễn Duy Long, Lê Thị Ninh (2021) “Ảnh hưởng góc lệch pha đến lưu lượng áp suất ghép song song bơm Roots: Loại biên dạng đỉnh rôto cung trịn”, Hội nghị Khoa học tồn quốc Cơ học vật rắn lần thứ XV, pp 837-846 76 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Wales L Palmer, Israel W Knox (1875), “Improvement in rotary pressureblowers”, Patent US166295A [2] Arvid Linde (2011), "Preston tucker and others: tales of brilliant automotive innovators and innovations", Veloce Publishing [3] G N Georgano (1982), “The new encyclopedia of motorcars 1885 to the present”, New York: Dutton, pp 415 [4] Anderson, John D (2002), “The airplane: A history of its technology Reston, VA”, USA: American Institute of Aeronautics and Astronautics, pp 252253 [5] Anderson, John D (2002), “The airplane: A history of its technology Reston, VA”, USA: American Institute of Aeronautics and Astronautics, pp 252253 [6] Carl R Houghton (1946), “Rotary pump”, Patent US2489887A [7] Lorenz Albert (1960), “High vacuum pumps”, Patent US2937807A [8] F L Litvin, A Fuentes (2004), “Gear geometry and applied theory”, Second Edition, Cambridge University Press, New York [9] Chiu-Fan Hsieh, Yii-Wen Hwang (2008), “Tooth profile of a Roots with a variable trochoid ratio”, Mathematical and Computer Modelling, Vol 48, pp 19-33 [10] F.L Litvin, “Theory of Gearing (in Russian)”, 1st edition in 1960, 2nd edition in 1968 [11] F L Litvin, P H Feng (1996), “Computerized design and generation of cycloidal gearings”, Mechanism and Machine Theory, Vol 31 (7), pp 891911 [12] F L Litvin, A Fuentes (2004), “Gear geometry and applied theory”, Second Edition, Cambridge University Press, New York [13] G C Mimmi, P.E Pennacchi (1999), “Analytical model of a particular type of positive displacement blower”, Proc Inst Mech Eng C J Mech Eng Sci., Vol 213 (5) [14] G C Mimmi, P.E Pennacchi (2001), “Compression load dynamics in a special helical blower: a modeling improvement”, ASME J Mech Des., Vol 123 (3), pp 402-407 [15] Yaw-Hong Kang, Ha-Hai Vu (2014), “A newly developed rôtor profile for lobe pumps:Generation and numerical performance assessment”, Journal of Mechanical Science and Technology, Vol 28 (3), pp 915-926 [16] Jun Wang, Ruiqing Liu, Shuran Yang, Hongxin Li, Zengli Wang, Qiang Li (2018), “Geometric study and simulation of an elliptical rôtor profile for Roots vacuum pumps”, Vacuum, Vol 152, pp 168-175 77 [17] D.C.H Yang, S.H Tong, J Lin (1999), “Deviation-function based pitch curve modification for conjugate pair design”, Transactions of ASME Journal of Mechanical Design, Vol 121 (4), pp 579-586 [18] Daniel C H Yang, Shih-Hsi Tong (2002), “The specific flow rate of deviation function based lobe pumps-derivation and analysis”, Mechanism and Machine Theory, Vol 37, pp 1025-1042 [19] S Ucer, I Celik (1980), “Analysis of flow trough roots blower systems”, International Compressor Engineering Conference, Purdue, pp 126132 [20] Y Niimura, R Kikuta, K Usui (1990), “Two-Shaft type rotary machine having a tip circle diameter to shaft diameter within a certain range”, Patent US4943214A [21] Z F Huang, Z X Liu (2009), “Numerical study of a positive displacement blower”, Proc Inst Mech Eng C J Mech Eng Sci., Vol 223 (10), pp 2309-2316 [22] Y B Li, K Jia, Q W Meng, H Shen, X H Sang (2013), “Flow simulation of the effects of pressure angle to lobe pump rôtor meshing characteristics”, IOP Conference Series: Materials Science and Engineering, Vol 52(3), pp.1-7 [23]J V Voorde, J Vierendeels, E Dick (2004), “Flow simulations in rotary volumetric pumps and compressors with the fictitious domain method [J]”, Journal of Computational and Applied Mathematics, Vol 168 (1), pp 491-499 [24] John Vande Voorde, Jan Vierendeels, Erik Dick (2003), “A forcebased grid manipulator for ale calculations in a lobe pump”, Journal of Thermal Science, Vol 12, pp 318-322 [25] Yaw-Hong Kang, Ha-Hai Vu (2014), “A newly developed rôtor profile for lobe pumps:Generation and numerical performance assessment”, Journal of Mechanical Science and Technology, Vol 28 (3), pp 915-926 [26] Z F Huang, Z X Liu (2009), “Numerical study of a positive displacement blower”, Proc Inst Mech Eng C J Mech Eng Sci., Vol 223 (10), pp.2309–2316 [27] Chien-Song Chyang, Yen-Chin Lin (2002), “Influence of the nature of the Roots blower on pressure fluctuations in a fluidized bed”, Powder Technology, Vol 127, pp 19-31 [28] L Yao, Z Ye, H Cai, et al (2004), “Design of a milling cutter for a novelthree-lobe arc-cycloidal helical rôtor”, Proceeding of IMechE, Part C: Journal of Mechanical Engineering Science, Vol 218(C10), pp 1233-1241 [29] Cai Ying-jie, Yao Li-gang, Du Bei-jiang (2016), “Modelling and verification of a new Roots blower profile based on analysis of performance of different leaf contour”, Chongqing Univ Eng Ed [ISSN 1671-8224], Vol 15(3), pp 95-102 78 [30] Nguyễn Xuân Lạc (1970), “Nguyên lý máy chuyên nghiệp”, Nhà xuất Đại học Bách Khoa Hà Nội [31] Taatsuo Matsuyama (1994), “Rotary piston fluid pump”, Patent US5336069A [32] Wales L Palmer, Israel W Knox (1875), “Improvement in rotary pressureblowers”, Patent US166295A [33] Nguyễn Hồng Thái, Trần Ngọc Tiến "Đề xuất biên dạng thiết kế quạt thổi cao áp dạng Roots", Tuyển tập hội nghị khoa học học thủy khí tồn quốc lần thứ 20, 2017, pp 692-698 [34] Nguyễn Hồng Thái, Phan Tiến Dũng, Trần Ngọc Tiến (2017) "Biến thiên áp suất cửa hút cửa đẩy loại quạt Roots cải tiến theo góc quay trục dẫn động", Tuyển tập hội nghị học toàn quốc lần thứ X, 2017, tr 239246 [35] Nguyễn Hồng Thái, Trần Ngọc Tiến, Tống Công Khánh, Nguyễn Thùy Dương "Ảnh hưởng tham số thiết kế đặc trưng đến lưu lượng lý thuyết tức thời loại quạt thổi Roots hình thành theo nguyên lý cặp bánh khơng trịn kiểu elip tâm", Tuyển tập cơng trình khoa học Hội nghị Cơ học Kỹ thuật toàn quốc Kỷ niệm 40 năm thành lập Viện Cơ học Hà Nội, 2019, tr 286-295 [36] Nguyễn Hồng Thái, Trần Ngọc Tiến, Trần Huy Toàn, Nguyễn Thùy Dương "Ảnh hưởng hệ số tâm tích bánh đến lưu lượng áp suất loại quạt thổi Roots mới", Tuyển tập cơng trình khoa học Hội nghị Cơ học Kỹ thuật toàn quốc Kỷ niệm 40 năm thành lập Viện học Hà Nội, 2019, tr 269-303 [37] Nguyễn Hồng Thái, Trần Ngọc Tiến, Nguyễn Duy Long, Nguyễn Thế Mịch "Tối ưu góc lệch pha ghép song song hai bơm Roots để cải thiện dao động lưu lượng", Hội nghị khoa học toàn quốc máy thủy khí tự động hóa, 2021, tr 372-383 [38] Cao Tiến Khánh (2008), “Nghiên cứu chế tạo hoàn chỉnh đầu quạt Roots”, Đề tài cấp Bộ, Bộ Công thương, Mã số 241-08 RD/HĐ-KHCN [39] Trần Thị Hoàng Thanh (2010), “Nghiên cứu chế tạo toàn phần tĩnh quạt Roots”, Đề tài cấp Bộ, Bộ Công thương, Mã số 202-10 RD/HĐ-KHCN [40] George Jones (1843) “Jone’s gas and air exhauster or blower, Mechanics Magazine”, Vol 39 305-306 [41] Chiu-Fan Hsied (2015), “A new curve for application to the rôtor profile of rotary lobe pumps” Mechanism and Machine Theory, Vol 87, pp 7081 [42] F L Litvin, A Fuentes (2004), “Gear geometry and applied theory”, Second Edition, Cambridge University Press, New York [43] Palmer Wales L., Knox Isreal W – Improment in rotary pressureblowers, US166295A Patent (1875) 79 [44] Trần Ngọc Tiến, “Nghiên cứu tối ưu kích thước quạt thổi Roots dẫn động cặp bánh không tròn”, Luận án tiến sĩ (2020) 80