(Luận văn) thiết kế, chế tạo thiết bị khuấy trộn dung dịch bôi trơn tưới nguội caltex aquatex 3180

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHIỆP NGUYỄN HOÀNG QUÂN lu an n va p ie gh tn to THIẾT KẾ, CHẾ TẠO THIẾT BỊ KHUẤY TRỘN DUNG DỊCH BÔI TRƠN TƯỚI NGUỘI CALTEX AQUATEX 3180 oa nl w d LUẬN VĂN THẠC SĨ: KỸ THUẬT CƠ KHÍ ll u nf va an lu oi m z at nh z m co l gm @ an Lu Thái Nguyên, tháng 11 năm 2016 n va ac th si ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CƠNG NGHIỆP NGUYỄN HỒNG QN THIẾT KẾ, CHẾ TẠO THIẾT BỊ KHUẤY TRỘN DUNG DỊCH BÔI TRƠN TƯỚI NGUỘI CALTEX AQUATEX 3180 lu an va n LUẬN VĂN THẠC SĨ to p ie gh tn Chuyên ngành : KỸ THUẬT CƠ KHÍ Mã số : 60520103 oa nl w NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC d KHOA CHUYÊN MÔN lu ll u nf va an TRƯỞNG KHOA oi m z at nh PGS.TS NGUYỄN VĂN DỰ TS ĐỖ THỊ TÁM z PHÒNG ĐÀO TẠO m co l gm @ an Lu Thái Nguyên, tháng 11 năm 2016 n va ac th si LỜI CAM ĐOAN Tơi xin cam đoan tồn luận văn thân tơi nghiên cứu tổng hợp hướng dẫn khoa học TS Đỗ Thị Tám Các số liệu, kết nêu luận văn trung thực chưa công bố cơng trình khác Tác giả luận văn lu an n va p ie gh tn to Nguyễn Hoàng Quân d oa nl w ll u nf va an lu oi m z at nh z m co l gm @ an Lu n va ac th si LỜI CẢM ƠN Lời xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới TS Đỗ Thị Tám người tận tình hướng dẫn tơi suốt trình làm luận văn Xin cảm ơn Ban giám hiệu trường Đại học Kỹ thuật Công nghiệp, Phịng Đào tạo, Khoa Cơ khí thầy Bộ môn Chế tạo máy tạo điều kiện thuận lợi cho tơi q trình thực luận văn Xin cảm ơn công ty TNHHMTV Cơ khí Hóa chất 13 giúp đỡ tơi lu an trình chế tạo, thử nghiệm thiết bị n va Xin cảm ơn gia đình, người thân, đồng nghiệp bạn bè động viên tn to giúp đỡ tơi suốt thời gian hồn thành luận văn p ie gh Xin trân trọng cảm ơn! w d oa nl Tác giả va an lu ll u nf Nguyễn Hoàng Quân oi m z at nh z m co l gm @ an Lu n va ac th si MỤC LỤC PHẦN MỞ ĐẦU Tính cấp thiết đề tài -1- Mục tiêu nghiên cứu -2- 2.1 Mục tiêu chung -2- 2.2 Mục tiêu nghiên cứu cụ thể -2- Kết dự kiến đạt -2- Ý nghĩa khoa học ý nghĩa thực tiễn đề tài -2- Phương pháp nghiên cứu -2- lu CHƯƠNG I: TỔNG QUAN -3- an Nghiên cứu máy khuấy dung dịch -3- va n 1.1 Đặc tính q trình khuấy trộn -5- p ie gh tn to -5- 1.1.2 Chuyển động dòng chảy máy khuấy trộn -7- 1.1.3 Thời gian khuấy trộn -8- 1.1.4 Khối lượng riêng độ nhớt chất lỏng -9- w 1.1.1 Chế độ động học khuấy – trộn 1.1.5 Độ đồng oa nl -9- 1.1.6 Nguyên cứu cánh khuấy d -10- lu 1.1.7 Vị trí đặt cánh khuấy -14-16- va 1.2 Đặc điểm dung dịch Caltex Aquatex 3180 u nf an -13- 1.3 Nguyên cứu thiết kế máy khuấy dung dịch ll -17- oi m Kết luận chương CHƯƠNG 2: PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU z at nh -18- 2.1 Cơ sở lý thuyết trình khuấy -18- 2.1.1 Ảnh hưởng trình khuấy trộn đến trình chuyển z -18- gm @ khối dịng hai pha 2.1.2 Ứng dụng phương trình Navie-stocks cơng nghệ -23- m co l khuấy trộn 2.1.3 Một số thơng số ảnh hưởng đến q trình khuấy trộn 2.2.1 Chọn thơng số thí nghiệm -27- an Lu 2.2 Phương pháp quy hoạch thực nghiệm -24-27- n va ac th si 2.2.2 Quy hoạch thực nghiệm phương pháp Taguchi -28- 2.2.3 Phương pháp xác định độ đồng hỗn hợp sau trộn -30- Kết luận chương -33- CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ, CHẾ TẠO THIẾT BỊ KHUẤY TRỘN DUNG DỊCH CALTEX AQUATEX 3180 -34-34- 3.2 Lựa chọn thơng số hình học thiết bị -34- 3.3 Tính tốn thiết kế phận thiết bị -36- 3.3.1 Xác định số thơng số thiết bị -36- 3.3.2 Tính thiết kế trục, cánh khuấy -38- 3.4 Lựa chọn phận khác thiết bị -43- lu 3.1 Giới thiệu an n va tn to 3.4.1 Cơ cấu dẫn động, điều tốc -43- 3.4.2 Cơ cấu đo mức dung dịch -48- gh Kết luận chương -49- ie p CHƯƠNG 4: THỰC NGHIỆM ĐÁNH GIÁ MỨC ĐỘ ẢNH HƯỞNG CỦA THÔNG SỐ KỸ THUẬT ĐẾN ĐỘ ĐỒNG ĐỀU w -50- 4.1 Giới thiệu -50- 4.2.1 Các trang thiết bị, vật tư làm thí nghiệm -50- 4.2.2 Các bước chuẩn bị làm thí nghiệm -53- u nf -54- d 4.2 Trình tự làm thí nghiệm lu oa nl -50- va an 4.2.3 Trình tự làm thí nghiệm -56- oi m -64- z at nh Kết luận chương ll 4.3 Kêt thí nghiệm KẾT LUẬN CHUNG VÀ HƯỚNG PHÁT TRIÊN TIẾP THEO @ -62- gm Những vấn đề cần nghiên cứu tiếp -63- m co l TÀI LIỆU THAM KHẢO -61- z Kết luận chung -61- an Lu n va ac th si DANH MỤC BẢNG BIỂU Số Tên bảng, biểu hiệu Trang 2.1 Các thông số liên quan đến trình trộn 25 2.2 Ma trận trực giao L9 theo Taguchi có thơng số mức 30 3.1 Thông số tốc độ nên dùng số loại cánh khuấy 37 4.1 Bảng thông số thiết bị khuấy trộn dung dịch Caltex Aquatex 3180 Các thơng số quy hoạch 4.2 Bảng thơng số thí nghiệm 53 4.3 Kết đo nồng độ dung dịch khoảng sai lệch nồng độ 57 4.4 Tỉ số S/N thông số theo mức xếp hạng theo tiêu chí nhỏ tốt vị trí 01 58 Tỉ số S/N thơng số theo mức xếp hạng theo tiêu chí nhỏ tốt vị trí 02 59 3.2 lu an n va p ie gh tn to 53 d oa nl w 4.5 47 4.6 Tỉ số S/N thông số theo mức xếp hạng theo tiêu chí nhỏ tốt vị trí 03 4.7 Độ lệch chuẩn hỗn hợp dung dịch 61 4.8 Bộ thông số luwcaj chọn tốt thiết bị 61 ll u nf va an lu 59 oi m z at nh z m co l gm @ an Lu n va ac th si DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ - ĐỒ THỊ - ẢNH CHỤP Số Tên hình vẽ, đồ thị, ảnh chụp hiệu Trang 1.1 Các phương pháp khuấy trộn dung dịch 1.2 Máy khuấy khí Mối quan hệ P0 Re số loại cánh 1.3 khuấy Hướng chuyển động chất lỏng máy khuấy 1.4 Mối quan hệ độ nhớt chất lỏng dạng cánh lu 1.5 an trộn 11 1.7 Dạng cánh khuấy dòng chảy hướng tâm 12 1.8 Dạng cánh thủy lực 13 1.9 Dạng cánh cắt 13 30 3.1 Sơ đồ thiết kế thực nghiệm theo phương pháp Taguchi Quan hệ độ sai lệch bình phương trung bình thời gian trộn Kích thước thùng khuấy 3.2 Thùng khuấy chế tạo thực tế 36 3.3 Cánh khuấy chế tạo thực tế 36 3.4 Kết cấu trục mang cánh khuấy 39 3.5 39 3.6 Mơ hình trục mang cánh khuấy với mô mem xoắn trục Mô hình lưới phần tử 3.7 Ứng suất trục theo tiêu chuẩn Von Mises 40 3.8 Chuyển vị theo phương y 3.9 Biểu đồ góc xoắn trục (rad) 3.10 Phương án thiết 01 p ie gh tn to Dạng cánh khuấy dòng chảy hướng trục z at nh n va 1.6 oa 32 d 2.2 nl w 2.1 an lu 35 ll u nf va oi m z l gm @ 40 m co 40 41 an Lu 44 n va ac th si lu an n va Phương án thiết 02 45 3.12 Phương án thiết 03 46 3.13 Ảnh máy khuấy trộn dung dịch MKDD-00-00 47 3.14 Ống thủy 48 4.1 Máy khuấy trộn dung dịch: MKDD-00-00 51 4.2 Máy đo nồng độ NBR-32 51 4.3 Cốc đong thể tích tiêu chuẩn: 1000±8 ml 52 4.4 Dung dịch Caltex Aquatex 3180 52 4.5 Tháo nắp hiệu chỉnh thiết bị 55 4.6 Chỉnh góc nghiêng cánh khuấy 55 4.7 Chỉnh khoảng cách cánh khuấy tới đáy thùng 55 4.8 Biến tần điều khiển tốc độ 56 4.9 Bảng điều khiển thời gian khuấy 56 Mẫu hiển thị nồng độ thiết bị đo nồng độ NBR32 Đồ thị mô tả ảnh hưởng yếu tố theo mức đến sai lệch nồng độ k vị trí Đồ thị mơ tả ảnh hưởng yếu tố theo mức đến sai lệch nồng độ k vị trí Đồ thị mơ tả ảnh hưởng yếu tố theo mức đến sai lệch nồng độ k vị trí 57 p ie gh tn to 3.11 58 d oa 4.11 nl w 4.10 59 va an 60 ll u nf 4.13 lu 4.12 m oi PHẦN MỞ ĐẦU z at nh Tính cấp thiết đề tài Trong công nghệ gia công cắt gọt nay, việc sử dụng dung dịch bôi trơn z gm @ làm nguội yếu tố quan trọng ảnh hưởng trực tiếp tới chất lượng bề mặt, độ xác gia cơng tuổi bền dụng cụ Bên cạnh dung dịch trơn nguội l m co thúc đẩy khả tách vận chuyển phoi khỏi vùng gia công cách dễ dàng Công ty Trách nhiệm hữu hạn thành viên (TNHH MTV) Cơ khí hóa chất an Lu 13 đơn vị trực thuộc Tổng cục Cơng nghiệp Quốc phịng (TCCNQP) Với n va nhiệm vụ giao, lực sản xuất khả tự trang tự chế, công ty ac th si 10 quản lý sử dụng số lượng lớn máy công cụ nên thiếu dung dịch bôi trơn làm nguội sản xuất Hiện Công ty sử dụng dung dịch dầu Caltex Aquatex 3180 loại dầu dạng dung dịch cô đặc Thông thường, dung dịch pha trộn khuấy thủ công trước sử dụng Thực tế cho thấy, khuyếch tán tự nhiên chất lỏng chậm, đặc biệt tỉ lệ pha trộn đồng dung dịch khó đạt theo khuyến cáo nhà sản xuất Vì thế, cần có máy khấy dung dịch để cải thiện điều này, nhiên dẫn đến lãng phí lượng đầu vào, giảm chất lượng sản phẩm hệ thống lựa chọn không phù hợp (Holland and Bragg, 1995) Hơn nữa, trình khấy thường tạp, khơng xem xét đến đặc tính hoạt động dịng chảy, mà cịn cần quan tâm đến thiết bị cơ, lu an điện tử hệ thống (Chen cộng sự., 2005) n va Hiện thị trường nước ngồi có bán thiết bị khuấy trộn tn to với giá thành cao, kết cấu, tính thơng số cơng nghệ có sẵn bí mật nên gh khơng phù hợp với điều kiện sản xuất đơn vị Và chưa có thiết bị p ie thiết kế, chế tạo riêng với mục đích để khuấy trộn dung dịch Caltex Aquatex w 3180 yêu cầu Vì việc chế tạo thiết bị khuấy trộn theo tiêu chuẩn oa nl phù hợp giúp Cơng ty TNHHMTV Cơ khí hóa chất 13 chủ động kết cấu, d suất, thiết lập thông số công nghệ giảm đáng kể giá thành an lu Với lý trên, việc “Thiết kế, chế tạo thiết bị khuấy trộn dung dịch bôi u nf va trơn tưới nguội Caltex Aquatex 3180” Cơng ty TNHHMTV Cơ khí hóa 13 vấn đề cấp thiết đặt cần nghiên cứu oi m z at nh 2.1 Mục tiêu chung ll Mục tiêu nghiên cứu Thiết kế chế tạo thiết bị khuấy trộn dung dịch bôi trơn tưới nguội Caltex gm @ 2.2 Mục tiêu cụ thể: z Aquatex 3180 m co - Nghiên cứu, thiết kế hệ thống khuấy dung dịch l - Nghiên cứu đặc tính hoạt động dịng chảy hai pha lỏng – lỏng an Lu + Tăng độ đồng dung dịch đạt 95% trở lên; + Dung dịch pha trộn tỉ lệ % cung cấp cho số loại máy công cụ n va ac th si 61 Cốc đong thể tích tiêu chuẩn: lu an n va Hình 4.3 Cốc đong thể tích tiêu chuẩn: 1000±8 ml gh tn to Vật tư làm thí nghiệm Dung dịch bôi trơn tưới nguội Caltex Aquatex 3180 dòng sản phẩm dầu cắt p ie gọt pha nước sản xuất hãng dầu nhớt Caltex Được ứng dụng công đoạn gia công nhẹ khoan, bào, phay, cưa tiện loại thép cac - oa nl w bon thép hợp kim khác từ mềm đến vừa, đặc biệt sử dụng mũi cắt – bít sử dụng cho cơng đoạn mài mà thường cần có dung dịch nhũ d ll u nf va an lu để lắng nhanh mạt kim loại oi m z at nh z m co l gm @ an Lu Hình 4.4 Thùng dung dịch Caltex Aquatex tiêu chuẩn n va ac th si 62 4.2.2 Các bước chuẩn bị trước làm thí nghiệm: a/ Xác định bảng thông số công nghệ Khi khuấy trộn dung dịch Caltex Aquatex với nước, yêu cầu đặt với dung dịch sản phẩm độ đồng cao Trên sở lý thuyết tài liệu cơng bố, thơng số cơng nghệ với mức chọn bảng 4.1 Bảng 4.1: Các thông số quy hoạch Các mức Thơng số lu Mức Mức Tốc độ khuấy: n (vg/p) 40 (1) 60 (2) 80 (3) Góc cánh: α (độ) 30 (1) 45 (2) 60 (3) 85 (1) 110 (2) 135 (3) an Mức va n Khoảng cách cánh tới đáy tn to thùng: h (mm) gh Với yếu tố đầu vào thông số mức quy hoạch tồn p ie phần cần 33 = 27 thí nghiệm, số lớn để thực w cần nhiều công sử dụng nhiều vật tư thí nghiệm Ta sử dụng phần mềm oa nl MINITAB 16 Phương pháp quy hoạch Taguchi L9 với thí nghiệm d quy hoạch chuẩn lu an Thay yếu tố vào bảng ma trận trực giao 2.2 ta đươc bảng thơng số thí u nf va nghiệm Bảng 4.2: Bảng thơng số thí nghiệm ll x2 (độ) x3 (mm) 3 40 40 40 60 60 60 80 80 80 30 45 60 30 45 60 30 45 60 85 110 130 110 130 85 130 85 110 m co l gm an Lu n va 3 x1 (v/ph) @ 1 2 3 x3 (h) z x2 (α) z at nh x1 (n) Số thực oi Mã hóa m TT ac th si 63 - Các thí nghiệm khuấy trộn dung dịch Caltex Aquatex 3180 thực số điều kiện không đổi: + Thời gian khuấy: 70 s; + Thể tích dung dịch khuấy: 100 lít tương ứng với chiều cao thực tế mức dung dịch bình 510mm; + Tỷ lệ pha trộn: 5% (5 lít dung dich 95 lít nước) - Ta tiến hành lấy mẫu dung dịch sau khuấy trộn để đo kiểm kết sau động khuấy ngừng hoạt động Lấy mẫu đồng thời 03 vị trí theo chiều cao mức dung dịch bình Vị trí cách đáy bình 50mm; vị trí 02 cách đáy bình 250m; vị trí 03 cách đáy bình 500mm lu an - Với tỉ lệ dung dịch pha trộn cố định 5% (CA = 5), độ đồng dung n va dịch thể thông qua giá trị sai lệch nồng độ phần trăm thực tế đo tn to với nồng độ phần trăm lý tưởng tính cơng thức: ie gh k   CiA p Trong đó: + k giá trị sai lệch; w + CiA nồng độ thực tế đo thể tích mẫu Vi oa nl *giá trị sai lệch k theo tiêu chí nhỏ tốt d b/ Thiết bị: lu va an - Thiết bị khuấy trộn dung dịch đảm bảo đầy đủ phận cấu thành lắp ráp hồn thiện, kiểm tra chạy thử khơng tải đạt yêu cầu ll u nf c/ Vật tư: m oi - Đủ lượng dung dịch cần thiết để tiến hành đủ thí nghiệm: 50 lít z at nh 4.2.3 Trình tự tiến hành thí nghiệm Để thực thí nghiệm, ta tiến hành theo bước z + Bước 1: Tháo nâng nắp thiết bị khuấy, điều chỉnh góc nghiêng @ m co l nghiệm gm cánh khuấy khoảng cánh cánh khuấy tới đáy thùng theo thơng số thí an Lu n va ac th si 64 lu an va n Hình 4.5 Tháo nắp hiệu chỉnh thiết bị p ie gh tn to d oa nl w u nf va an lu ll Hình 4.6 Chỉnh góc nghiêng cánh khuấy oi m z at nh z m co l gm @ Hình 4.7 Chỉnh khoảng cách cánh khuấy tới đáy thùng theo thí nghiệm thời gian khuấy 70s an Lu + Bước 2: Lắp hoàn thiện thiết bị, chạy thử không tải, hiệu chỉnh tốc độ khuấy n va ac th si 65 Hình 4.8 Biến tần điều khiển tốc độ lu an n va p ie gh tn to d oa nl w Hình 4.9 Bảng điều khiển thời gian khuấy an lu + Bước 3: Mở van nước cấp 95 lít nước vào thùng (quan sát ống thủy) u nf va Sau cấp lít dung dịch Caltex Aquatex 3180 vào thùng (sử dụng cốc đong thể tích để đảm bảo độ xác) ll z at nh giây sau tự động dừng lại oi m + Bước 4: Khởi động thiết bị khuấy, dung dịch khuấy vòng 70 + Bước 5: Dùng dụng cụ lấy dung dịch bình vị trí chọn z + Bước 6: Sử dụng máy đo nồng độ NBR-32 đo nồng độ mẫu dung gm @ dịch, sau ghi lại kết l + Bước 7: Xả hết dung dịch thùng vào bồn chứa, vệ sinh lòng an Lu 4.3 Kết thí nghiệm m co thùng, tiếp tục thực thí nghiệm cịn lại theo bước Các mẫu dung dịch lấy kiểm tra thiết bị đo nồng độ n va ac th si 66 NBR-32 Kết đo hiển thị kính ngắm với dải đo từ 0÷32% Birx, sai số ±0,2% thể dải phân cách vệt mầu trắng xanh thước đo kính ngắm lu an n va Kết thí nghiệm thể bảng 3: p ie gh tn to Hình 4.10 Mẫu hiển thị nồng độ thiết bị đo nồng độ NBR-32 w Bảng 4.3: Kết đo nồng độ dung dịch khoảng sai lệch nồng độ Kết n (vg/p) α (độ) y(mm) Vị trí Vị trí (h=50) (h=250) (h=500) CiA k CiA k CiA k 3,8 1,2 3,8 4,4 0,6 4,4 0,4 6,4 1,4 4,2 4,2 0,4 6,6 1,6 40 30 40 45 110 40 60 130 0,8 60 30 110 4,6 0,4 4,6 0,2 6,2 1,2 60 45 130 5 60 60 85 4,6 0,4 4,6 0,2 5,4 0,4 80 30 130 4,6 0,4 4,6 0,4 5,4 0,4 80 45 85 4,8 0,2 4,8 0,2 5,2 0,2 80 60 110 4,8 0,2 4,8 5,4 0,4 ll l 85 Vị trí z at nh u nf va an lu TT d oa nl Thông số kỹ thuật oi m z gm @ m co an Lu n va ac th si 67 Đánh giá kết quả: Ảnh hưởng yếu tố đến độ đồng dung dịch Sử dụng phần mềm Minitab 16, có bảng tính tốn tỷ số S/N theo mức vị trí Đánh giá xếp hạng ảnh hưởng thông số công nghệ theo tiêu chí sai lệch k nhỏ tốt (bảng 4.4; bảng 4.5; bảng 4.6) Đồ thị mô tả ảnh hưởng mức thông số theo tỷ số S/N vị trí thể hình 4.13; 4.14; 4.15 Bảng 4.4 Tỉ số S/N thông số theo mức xếp hạng theo tiêu chí nhỏ tốt vị trí 01: Khoảng cách cánh Mức/thơng số Tốc độ khuấy: n Góc cánh: α 1,597 3,604 6,785 6,198 9,208 7,618 11,973 7,959 4,949 Delta 10,375 5,604 2,669 Xếp hạng tới đáy thùng: y lu an n va p ie gh tn to d oa nl w ll u nf va an lu oi m z at nh z @ nồng độ k vị trí 01 m co l gm Hình 4.11 Đồ thị mơ tả ảnh hưởng yếu tố theo mức đến sai lệch an Lu n va ac th si 68 Bảng 4.5: Tỉ số S/N thông số theo mức xếp hạng theo tiêu chí nhỏ tốt vị trí 02: Tốc độ khuấy: n Góc cánh: α 5,306 7,313 Khoảng cách cánh tới đáy thùng: y 9,302 13,979 10,969 10,969 10,969 10,969 7,959 Delta Xếp hạng 8,674 3,656 3,010 Mức/thông số lu an n va p ie gh tn to d oa nl w lu u nf va an Hình 4.12 Đồ thị mơ tả ảnh hưởng yếu tố theo mức đến sai lệch nồng độ k vị trí 02 ll Bảng 4.6: Tỉ số S/N thông số theo mức xếp hạng theo tiêu chí nhỏ oi m tốt vị trí 03: z at nh Tốc độ khuấy: n Góc cánh: α -4,342 0,118 Delta Xếp hạng 3,188 9,966 14,308 Khoảng cách cánh tới đáy thùng: y 5,306 z Mức/thông số @ m co l gm 5,528 3,945 5,410 1,151 1,938 4,155 an Lu n va ac th si 69 lu Hình 4.13 Đồ thị mơ tả ảnh hưởng yếu tố theo mức đến sai lệch nồng an va độ k vị trí 03 n Nhìn vào bảng xếp hạng đồ thị ta thấy, tốc độ khuấy yếu tố ảnh gh tn to hưởng nhiều đến độ đồng dung dịch Dung dịch khu vực cao ie thấp thùng khuấy (vị trí 01 03), tốc độ khuấy trộn cao độ p đồng cao Còn dung dịch khu vực sát cánh khuấy (vị trí 02) nl w độ đồng tăng tới tốc độ đạt 60v/p sau thay đổi khơng đáng kể Góc d oa nghiêng cánh yếu tố ảnh hưởng thứ 2, vị trí góc nghiêng 45º ln tới độ đồng va an lu đạt độ đồng cao Yếu tố khoảng cách cánh tới đáy thùng ảnh hưởng u nf Lựa chọn thơng số qua thực nghiệm cho thiết bị ll Bảng thông số kết thí nghiệm đồ thị đánh giá mức độ ảnh hưởng m oi yếu tố tới độ đồng dung dịch vùng thùng khuấy cách z at nh độc lập Để chọn thông số công nghệ cho thiết bị đảm bảo độ đồng dung dịch khuấy tốt nhất, ta sử dụng đại lượng sai lệch bình phương z @ trung bình SA2 để so sánh đánh giá N 1 m co l i 1 C A  CiA 2 gm N SA   Ở đây: CA = 5; N=3; SA nhỏ mức độ đồng cao an Lu Thay kết thí nghiệm vào cơng thức ta có bảng giá trị sai lệch bình n va phương trung bình độ lệch chuẩn: ac th si 70 Bảng 4.7 Độ lệch chuẩn hỗn hợp dung dịch Thông số kỹ thuật TT SA2 SA lu an n va n (vg/p) α (độ) y(mm) 40 30 85 3.22 1.79 40 45 110 1.24 1.11 40 60 130 1.68 1.30 60 30 110 0.82 0.91 60 45 130 0 60 60 85 0.18 0.42 80 30 130 0.24 0.49 80 45 85 0.06 0.24 80 60 110 0.1 0.32 tn to Ta dễ dàng nhận thấy độ lệch chuẩn đạt giá trị nhỏ SA =0, nồng độ gh p ie tất mẫu đo nồng độ hỗn hợp lý tưởng, độ đồng dung dịch đạt 100% Vậy ta chọn thông số công nghệ 5% d oa nl w thơng số làm việc thiết bị khuấy trộn 100 lít dung dịch trơn nguội nồng độ an lu Bảng 4.8 Bộ thông số lựa chọn tốt thiết bị Góc cánh: α (độ) 45 Khoảng cách cánh tới đáy thùng: y (mm) 130 ll u nf va Tốc độ khuấy: n (vg/p) 60 m oi * Kiểm tra chế độ dịng chảy, cơng suất động thiết bị làm việc với z at nh thông số dung dịch chọn: - Tốc độ khuấy: n = 60v/p = v/s; z m co Thay vào công thức 1.1 1.3 ta xác đinh: l + Khối lượng riêng:  = 995kg/m3 gm + Độ nhớt động lực:  = 2,74 mPa.s @ - Dung dịch Caltex Aquatex 3180 nồng độ 5%: an Lu - Hệ số Reynolds dung dịch R e = 4,5x104 : dịng chảy rối n va - Cơng suất khuấy trộn: P = 0,05 kW < 0,75kW: đảm bảo ac th si 71 Kết luận chương Lựa chọn thiết bị đo độ đồng dung dịch sau khuấy, tiến hành phương pháp quy hoạch thực nghiệm để thu xử lý kết xác thực nghiệm; Tiến hành thực nghiệm đa yếu tố, xác định ảnh hưởng yếu tố x1, x2, x3, đến YK Kết xác định thiết bị khuấy trộn cho đồng đồng dung dịch cao với bảng thông số 4.8; Máy khuấy đưa vào sử dụng Cơng ty TNHHMTV Cơ khí Hóa chất 13, thực tế cho thấy hiệu kinh tế kỹ thuật sử dụng máy khuấy sở lu an n va p ie gh tn to d oa nl w ll u nf va an lu oi m z at nh z m co l gm @ an Lu n va ac th si 72 KẾT LUẬN CHUNG VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN TIẾP THEO Kết luận chung 1.1 Nghiên cứu, thiết kế máy khuấy dung dịch lĩnh vực nghiên cứu Việt Nam phù hợp với yêu cầu thực tế Đề tài nghiên cứu máy khuấy khí để khuấy trộn dầu Caltex Aquatex 3180 với nước nhằm tạo dung dịch bôi trơn tưới nguội sử dụng nhà máy khí; 1.2 Dựa công bố quốc tế cho thấy, thiết kế máy khuấy khí dạng turbine cánh phù hợp để khuấy trộn dung dịch Caltex Aquatex 3180 sau pha với tỉ lệ 5% với nước nhằm đạt độ đồng 95% với thời gian trộn ngắn công suất thấp ( mục 1.1.1; 1.1.3; 1.1.6); lu an 1.3 Phương pháp mơ hình đồng dạng phép phân tích thứ nguyên phương n va pháp nghiên cứu khoa học cho phép xác định giải thích qui luật tổng quát tn to tượng, trình xảy thiết lập mối quan hệ nghiên cứu hệ gh thống Trên sở phân tích yếu tố ảnh hưởng máy khuấy trộn dung dịch p ie (Bảng 2.1), tính hệ số đồng dạng xây dựng phương trình hệ số mơ tả đầy đủ w q trình vật lý xảy trình trộn (phương trình 2.17), đồng thời đề xuất oa nl hệ số làm thông số “vào” thực nghiệm (2,4, 7) Đây sở d để xây dựng mơ hình thí nghiệm phù hợp với mục tiêu nghiên cứu đề tài; lu an 1.4 Đề tài sử dụng quy hoạch thực nghiệm theo phương pháp Taguchi với u nf va thông số đầu vào yếu tố độ đồng dung dịch Kết toán quy hoạch thực nghiệm sử dụng để tiếp tục tính tốn, lắp đặt máy thực ll oi m thực tế sản xuất; z at nh 1.5 Tính hệ số Re làm sở tính tốn cơng suất động cơ, thời gian tiến hành khuấy trộn lựa chọn tốc độ khuấy nên nhỏ 100v/p z 1.6 Tính tốn thiết kế thơng số máy khấy bảng 3.2, @ l đáy thùng trộn làm sở chế tạo máy khuấy; gm thay đổi tốc độ quay trục khuấy, góc nghiêng α, khe hở vị trí đặt cánh m co 1.7 Tiến hành thực nghiệm đa yếu tố, xác định ảnh hưởng yếu tố cao bảng 4.8 an Lu x1, x2, x3, đến SA Kết chọn thông số cho độ đồng dung dịch n va ac th si 73 1.8 Máy khuấy đưa vào sử dụng Cơng ty TNHHMTV Cơ khí Hóa chất 13 , thực tế cho thấy hiệu kinh tế kỹ thuật sử dụng máy khuấy sở Những vấn đề cần nghiên cứu tiếp Tiếp tục nghiên cứu biên dạng cánh khuấy nhằm giảm lực cản; Nghiên cứu mẫu máy trộn cho quy mô sản xuất lớn cho tiết kiệm lượng tiêu thu đồng thời đảm bảo độ đồng dung dịch sau khuấy trộn./ lu an n va p ie gh tn to d oa nl w ll u nf va an lu oi m z at nh z m co l gm @ an Lu n va ac th si 74 TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng Việt [1] Nguyễn Văn Dự, Nguyễn Đăng Bình (2011), Quy hoạch thực nghiệm kỹ thuật, NXB Khoa học Kỹ thuật [2] Vũ Bá Minh, Hoàng Minh Nam (2004), Q trình thiết bị cơng nghệ hóa học thực phẩm (tập 2) – Cơ học vật liệu rời, NXB Đại học Quốc gia thành phố Hồ Chí Minh [3] Nguyễn Thanh Nam (2008), Dịng phun rối tự phương pháp tính, NXB Khoa học kỹ thuật, Hà Nội [4] Nguyễn Thanh Nam (2008), Cơ học lưu chất tính tốn, NXB Đại học Quốc gia TP Hồ Chí Minh lu an n va tn to [5] Nguyễn Thanh Hào (2007), Nghiên cứu dịng phun rối xốy hai pha không đồng buồng đốt công nghiệp, Luận án Tiến sĩ kỹ thuật trường Đại học Bách khoa - Đại học quốc gia thành phố Hồ Chí Minh ie gh [6] Tào Khang (2003), Công nghệ chế biến thức ăn chăn nuôi, NXB Thượng Hải p [7] Phạm Văn Lang (1996), Đồng dạng, mơ hình phép phân tích thứ ngun ứng kỹ thuật nơng nghiệp, NXB Nông nghiệp, Hà Nội nl w d oa [8] Phạm Văn Lang, Bạch Quốc Khang (1998), Cơ sở lý thuyết quy hoạch thực nghiệm ứng dụng kỹ thuật nông nghiệp, NXB Nông nghiệp, Hà Nội lu u nf va an [9] Trần Quan Quý, Nguyễn Văn Vịnh, Nguyễn Bính (2001, Máy thiết bị sản xuất vật liệu xây dựng, NXB Giao thông Vận tải, Hà Nội ll [10] Lê Ngọc Thụy (2009), máy thiết bị sản xuất thực phẩm, phần 1, NXB Bách Khoa, Hà Nội oi m z at nh [11] Lê Ngọc Thụy (2009), máy thiết bị sản xuất thực phẩm, phần 2, NXB Bách Khoa, Hà Nội z gm @ [12] Nguyễn Minh Tuyền (1987), Các máy khuấy trộn công nghiệp, NXB Khoa học kỹ thuật, Hà Nội m co l [13] Nguyễn Hoàn Thiện (2006), Nghiên cứu q trình trộn hỗn hợp bê tơng nhựa nóng buồng trộn cưỡng chu kỳ hai trục, Luận văn Thạc sĩ Đại học GTVT chuyên ngành máy xây dựng xếp dỡ, Hà Nội an Lu n va [14] Cokolob I A (1975), Cơ sở thiết kế máy máy móc tự động sản xuất thực phẩm, NXB Khoa học Kỹ thuật, Hà Nội ac th si 75 Tiếng Anh [15] Bruce, W., Robert, E., Liquid- Liquid contacting in unbaffled, agitatedvessels, AIChE J 19 (2004) 304-312 [16] Bouwmans, I., Van den Akker, H E A., The influence of viscosity and density differences on mixing times in stirred vessels, Ichem ESymp Ser 121 (1990) 1-12 [17] Edward L Paul, Victor A Atiemo-Obeng Suzanne M Kresta, Handbook of industrial Mixing Science Practice, John wiley & Sons, inc, Publication, 2004 [18] Pip, N.J., Gül, N.Ö.-T., Effects of physical property differences on blending, Chem Eng Technol 28, No (2005) 908-914 lu [19] Shekhar, S.M., Jayanti, S., Mixing of Power Law F1uids Using Anchor's Metzner-Otto Concept Revisited, AIChE J., 49 (2003) 30-52 an n va [20] Barnarnt (http://www.barnant.com), truy cập ngày 25/9/2016 p ie gh tn to [21] Mixtec Philadelpia (info@mixtec.com.au), truy cập ngày 25/9/2016 d oa nl w ll u nf va an lu oi m z at nh z m co l gm @ an Lu n va ac th si