Nghiên cứu xác định các thông số làm việc hợp lý của tang sấy cốt liệu tại trạm trộn bê tông nhựa nóng tái chế (rap)

TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI PHÂN HIỆU TẠI THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH BÁO CÁO TỔNG KẾT ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU KHOA HỌC CỦA SINH VIÊN NĂM 2023 NGHIÊN CỨU XÁC ĐỊNH CÁC THÔNG SỐ LÀM VIỆC HỢP LÝ CỦA TANG SẤY CỐT LIỆU TẠI TRẠM TRỘN BÊ TƠNG NHỰA NĨNG TÁI CHẾ (RAP) Sinh viên thực hiện: Bùi Ngọc Đơng Máy Xây Dựng Khố 61 Võ ngun Kỳ Máy Xây Dựng Khố 61 Nguyễn Minh Trí Máy Xây Dựng Khố 61 Nguyễn Hồng Nam Cơ Khí Động Lực Khố 62 Lê Hồng Q Khố 62 Cơ Khí Động Lực Người hướng dẫn: ThS Nguyễn Văn Dũng Bộ mơn Cơ khí TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THƠNG VẬN TẢI PHÂN HIỆU TẠI THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH BÁO CÁO TỔNG KẾT ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU KHOA HỌC CỦA SINH VIÊN NĂM 2023 NGHIÊN CỨU XÁC ĐỊNH CÁC THÔNG SỐ LÀM VIỆC HỢP LÝ CỦA TANG SẤY CỐT LIỆU TẠI TRẠM TRỘN BÊ TƠNG NHỰA NĨNG TÁI CHẾ (RAP) Sinh viên thực hiện: Bùi Ngọc Đông Nam, nữ: Nam Dân tộc : Kinh Lớp: Máy Xây Dựng Khoa: Cơ khí Năm thứ : Võ nguyên Kỳ Nam, nữ : Nam Dân tộc : Kinh Lớp: Máy Xây Dựng Khoa: Cơ khí Năm thứ : Nguyễn Minh Trí Nam, nữ: Nam Dân tộc: Kinh Lớp: Máy Xây Dựng Khoa: Cơ khí Năm thứ : Nguyễn Hồng Nam Nam, nữ : Nam Dân tộc: Kinh Lớp: Máy Xây Dựng Khoa: Cơ khí Năm thứ : Lê Hồng Q Nam, nữ: Nam Dân tộc: Kinh Lớp: Máy Xây Dựng Khoa: Cơ khí Năm thứ : Người hướng dẫn: Ths Nguyễn Văn Dũng Khoa: Bộ mơn Cơ khí TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI PHÂN HIỆU THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH THƠNG TIN KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU CỦA ĐỀ TÀI Thông tin chung: -Tên đề tài: Nghiên cứu xác định thông số làm việc hợp lý tang sấy cốt liệu trạm trộn bê tông nhựa nóng tái chế (RAP) - Sinh viên thực hiện: Bùi Ngọc Đông Nam, nữ: Nam Dân tộc : Kinh Lớp: Máy Xây Dựng Khoa: Cơ khí Năm thứ : Võ nguyên Kỳ Nam, nữ : Nam Dân tộc : Kinh Lớp: Máy Xây Dựng Khoa: Cơ khí Năm thứ : Nguyễn Minh Trí Nam, nữ: Nam Dân tộc: Kinh Lớp: Máy Xây Dựng Khoa: Cơ khí Năm thứ : Nguyễn Hoàng Nam Nam, nữ : Nam Dân tộc: Kinh Lớp: Máy Xây Dựng Khoa: Cơ khí Năm thứ : Lê Hoàng Quý Nam, nữ: Nam Dân tộc: Kinh Lớp: Máy Xây Dựng Khoa: Cơ khí Năm thứ : Người hướng dẫn: Nguyễn Văn Dũng Khoa: Cơ khí Học vị: Thạc sĩ Mục tiêu đề tài: - Xác định thông số làm việc tang sấy trạm bê tông nhựa (BTN) tái chế để đảm bảo chất lượng sản phẩm BTN tái chế, đồng thời tiết kiệm nhiên liệu, làm sở cho việc vận hành trạm trộn tái chế (RAP) Tính sáng tạo: - Hiên Việt Nam chưa có tính tốn đầy đủ thông số kỹ thuật hợp lý thiết bị tang sấy trạm trộm BTN nhằm đạt hiệu nhiệt độ tiết kiệm nhiên liệu - Đề tài áp dụng lý thuyết từ đầu đốt đến vật liệu truyền nhiệt qua vách từ mơ q trình truyền nhiệt tính tốn tổn hao nhiệt để xác định nhiệt độ cần thiết đầu đốt tang sấy Kết nghiên cứu: - Bảng thông số kỹ thuật Tang sấy - Bản vẽ thiết kế tang sấy Đóng góp mặt kinh tế - xã hội, giáo dục đào tạo, an ninh, quốc phòng khả áp dụng đề tài: Đề tài cung cấp sở khoa học cho việc vận hành an toàn hiệu tang sấy, đảm bảo chất lượng BTN tái chế, tiết kiệm nhiên liệu phục vụ từ mang lại hiệu kinh tế, giảm giá thành sản phẩm Việc khai thác sản phẩm tự nhiên (Cát, đá…) nhằm mục đích xây dựng vấn đề lớn, mang tính thời ảnh hưởng lớn đến môi trường cạn kiện nguồn nguyên liệu, nên việc tái chế có hiệu sản phẩm BTN mặt đường cũ làm vấn quan tâm 6.Công bố khoa học sinh viên từ kết nghiên cứu đề tài (ghi rõ họ tên tác giả, nhan đề yếu tố xuất có) nhận xét, đánh giá sở áp dụng kết nghiên cứu (nếu có): Ngày tháng năm Sinh viên chịu trách nhiệm thực đề tài (ký, họ tên) Nhận xét người hướng dẫn đóng góp khoa học sinh viên thực đề tài: Trong q trình thực đề tài nhóm sinh viên nghiên cứu nỗ lực thực nhiệm vụ giao bước đầu đề tài đạt kết định đáp ứng yêu cầu đặt đề tài NCKH SV Ngày tháng năm Người hướng dẫn (ký, họ tên) ThS Nguyễn Văn Dũng MỤC LỤC PHẦN I: TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI PHẦN II: NỘI DUNG ĐỀ TÀI .7 CHƯƠNG TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ VÀ THIẾT BỊ TÁI CHẾ VẬT LIỆU BÊ TƠNG NHỰA NĨNG .7 1.1 Cơng nghệ tái chế nóng trạm: 1.2 Thông số kỹ thuật tang sấy: 20 CHƯƠNG : TÍNH TỐN Q TRÌNH TRUYỀN NHIỆT 23 2.1 Tính tốn nhiệt độ tang sấy: 23 2.2 Quá trình truyền nhiệt qua vách: 29 CHƯƠNG :TÍNH TỐN THIẾT KẾ TRẠM TRỘN BÊ TƠNG NHỰA NĨNG TÁI CHẾ (RAP) 52 3.1 Xác định thơng số hình học tang sấy: .52 3.2 Thời gian nung nóng vật liệu lần sấy: 61 3.3 Mô tang sấy 3D phần mềm Solidworks: 62 III KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ .65 TÀI LIỆU THAM KHẢO 68 PHẦN I: TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI Hệ thống đường đóng vai trị quan trọng phát triển kinh tế quốc gia; Việt Nam, theo thống kê Cục đường nước có 154 tuyến đường với tổng chiều dài 24.598km Trong đó, đường bê tơng nhựa (BTN) 14.586km (chiếm 61,3%); đá dăm láng nhựa 6.585km (27,7%) Trong trình khai thác, khả phục vụ đường bị suy giảm trực tiếp chịu tác động nhiều yếu tố tải trọng điều kiện thời tiết nên mức độ phục vụ mặt đường dần giảm với q trình già hóa kết cấu mặt đường; đặc biệt điều kiện cơng tác bảo trì chưa phù hợp ảnh hưởng trực tiếp đến điều kiện êm thuận chạy xe an tồn giao thơng Điều ảnh hưởng lớn đến người sử dụng đường (tăng thời gian tham gia giao thơng, tăng chi phí tiêu hao nhiên liệu chi phí thay phụ tùng hư hỏng) điều quan trọng ảnh hưởng đến tính mạng người sử dụng đường tai nạn xảy mà nguyên nhân mặt đường bị hư hỏng Vì vậy, vai trị hoạt động bảo trì đường với việc tập trung vào công tác sửa chữa trở thành cần thiết đặc biệt quan trọng, có cơng nghệ cào bóc mặt đường cũ thay thay lớp lớp BTN nhựa Vật liệu sau cào bóc măt đường khơng tận dụng ảnh hưởng đến mơi trường lảng phí vật liệu, đặc biệt điều kiện cạn kiện nguồn vật liệu tự nhiên nên BTN cũ cần đưa vào trạm trộn BTN tái chế để tận dụng 30% nguồn vật liệu BTN cũ Tại trạm BTN tái chế công đoạn quan trọng đốt nóng vật liệu BTN cũ tang sấy sau đưa đến buồng trộn để trộn với sản phẩm BTN mới, chất lượng sấy nóng hỗn hợp BTN cũ có ảnh hưởng lớn đến chất lượng sản phẩm sau tái chế Hỗn hợp BTN cũ cần đốt nóng đến nhiệt độ yêu cầu, không nhiệt gây cháy nhựa đường nên để sử dụng công nghệ thiết bị tái chế vật liệu bê tông nhựa nóng cách có hiệu quả, đảm bảo chất lượng mặt đường sửa chữa đồng thời tiết kiệm nhiện liệu, đòi hỏi phải nghiên cứu đầy đủ yêu cầu nhiệt độ cần đạt cốt liệu tái cấu thành nên sản phẩm, nghiên cứu trình gia nhiệt tách ẩm hỗn hợp cốt liệu tái chế tang sấy, tính tốn tổn hao nhiệt độ trình làm việc tang sấy, xác định cơng suất đầu đốt, tính tốn tốc độ quay tang sấy thời gian di chuyển hợp lý cốt liệu tái chế tang sấy Vì đề tài “Nghiên cứu xác định thơng số làm việc hợp lý tang sấy cốt liệu trạm trộn bê tơng nhựa nóng tái chế (RAP)” có tính cấp thiết thực tiễn cao PHẦN II: NỘI DUNG ĐỀ TÀI CHƯƠNG TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ VÀ THIẾT BỊ TÁI CHẾ VẬT LIỆU BÊ TƠNG NHỰA NĨNG 1.1 Cơng nghệ tái chế nóng trạm : Mặt đường nhựa tái chế (RAP-Recycled Asphalt Pavement) vật liệu sản xuất từ việc loại bỏ vật liệu mặt đường nhựa cũ khỏi mặt đường Khi đường cần bảo trì, đường cũ loại bỏ hồn tồn phay lấy phần vật liệu hư hỏng, hai trường hợp, chất thải gọi RAP, thường nghiền thành hạt vốn phủ lớp chất kết dính nhựa đường lâu năm Vật liệu thêm vào đường nhà máy nhựa đường, để giảm lượng cốt liệu nguyên chất chất kết dính ngun chất cần thiết Hình 1.1 Q trình Cào bóc mặt đường BTN cũ hư hỏng Lợi ích việc sử dụng RAP tiết kiệm chi phí trực tiếp giảm nguyên liệu thô Cốt liệu RAP thay số cốt liệu mặt đường bê tông nhựa lớp phủ chất kết dính lâu năm, cốt liệu RAP giả định để thay phần chất kết dính nguyên chất cần thiết cho việc xây dựng đường mới.Giá chất kết dính nhựa đường cao đáng kể so với giá cốt liệu; đó, tái chế mặt đường nhựa, có lợi ích cố gắng tối đa hóa việc tái sử dụng chất kết dính RAP Giai đoạn sản xuất hỗn hợp BTN tái chế trạm trộn: Các cơng đoạn quy trình sản xuất hỗn hợp BTN tái chế bao gồm: Xúc cốt liệu từ bãi tập kết vào phễu cốt liệu nguội, tải cốt liệu nguội lên tang sấy, sấy cốt liệu (nhiệt độ sấy 160 ÷ 180 oC), gia nhiệt nhựa đường (nhiệt độ gia nhiệt 150 ÷ 160oC), tải cốt liệu nóng lên sàng rung nhờ gàu tải, sàng rung phân loại cốt liệu theo kích thước hạt vào phễu cốt liệu nóng, cân cốt liệu nóng, cân bột khống, cân nhựa đường nóng, phun nhựa đường trộn thành phần hỗn hợp BTNN với tỷ lệ định buồng trộn Nguồn phát sinh khí thải bụi giai đoạn chủ yếu đốt nhiên liệu (dầu diesel, dầu FO, khí đốt tự nhiên…) nhằm cung cấp nhiệt cho cốt liệu chất kết dính; sử dụng điện để vận hành máy móc thiết bị (cân, băng truyền, sàng rung, băng tải gàu…); vận chuyển sấy cốt liệu q trình oxy hóa nhựa đường nhiệt độ cao Hình 1.2 Sơ đồ cơng nghệ sản xuất BTN tái chế trạm Trong ngành công nghiệp nhựa đường, có ba cách để đưa ngun liệu tái chế từ nhựa đường cũ (RAP) vào trình trộn: cho vào trống trộn (thường sử dụng vòng đệm RAP), thêm máy trộn thứ hai,hoặc máy trộn trống Drum Mix Coater -DMC),sau máy trộn trống trộn RAP với cốt liệu nhiệt thêm RAP vào lớp vỏ bên máy trộn trống hai thùng Theo Cơ quan quản lý đường cao tốc liên bang (FHWA), hệ thống hiệu nhất, máy trộn trống thùng hai thùng,cho phép thời gian trộn vỏ 0,5 phút Các cấu hình trống hiệu sử dụng vịng đệm RAP cho phép thời gian trộn đáng kể, khoảng 10-12 giây Hầu hết nhà máy trống hỗn hợp nóng có sử dụng lối vào trung tâm với phương pháp RAP để sản xuất hỗn hợp có chứa RAP Q trình trộn, Hot mix asphalt (HMA): Thành phẩm bao gồm cốt liệu (Virgin aggregate), RAP (Vật liệu tái chế), asphalt binder (nhựa đường) để tạo tính liên kết phụ gia kèm để tăng tính (nếu có) Vật liệu Vật liệu ssssssáchuẩn ssssssáchuẩn a) Dòng vật liệu ngược khơng có phễu chứa RAP b) Dịng vật liệu ngược có phễu chứa RAP Vật liệu Vật liệu ssssssáchuẩn ssssssáchuẩn c) Dịng vật liệu ngược có phễu chứa RAP d) Dịng vật liệu song song có phễu chứa RAP Hình 1.3 Các sơ đồ đốt nóng vật liệu tái chế - Quy trình cơng nghệ bao gồm bước sau: Cào bóc lớp mặt đường bê tông nhựa cũ thiết bị, máy móc chuyên dụng Gom sản phẩm cào bóc lên xe vận chuyển Chở trạm trộn bê tơng nhựa tái chế nóng nấu lại cho thành phẩm tái chế Q trình cào bóc mặt đường cũ: - Trước khi cào bóc thu hồi RAP, mặt đường cần phải vệ sinh đảm bảo mặt đường không bị lẫn tạp chất, rác, bùn sét  -Mặt đường cào, bóc thiết bị chuyên dụng - Độ sâu cào, bóc cần phải điều chỉnh cho cào, bóc lớp mặt đường theo thiết kế - Tùy theo chất lượng mặt đường cũ định Chủ đầu tư thu hồi 1, lớp Việc cào, bóc chỉ tiến hành lớp vật liệu mặt đường nhựa, khơng cào, bóc lớp cấp phối đá dăm - Có thể cào, bóc riêng lẻ lớp để phân loại vật liệu thu hồi đảm bảo tính đồng Tuy nhiên cào, bóc 2-3 lớp/lượt để tiết kiệm chi phí - RAP vận chuyển tập kết kho bãi - Để chất lượng RAP cào bóc tốt ta nên thực trình cào bóc vào mùa khơ, tránh vào mùa mưa 1.2 Tổng quan Trạm trộn tái chế Tổng quan nguyên lý hoạt động trạm RAP: - Tổng thể công nghệ trạm:Trạm trộn bê tông tái chế nhựa nóng (RAP) loại trạm trộn bê tơng thiết kế để sử dụng lại vật liệu bê tơng cũ nhựa nóng Lớp mặt đường bê tơng nhựa cũ cào bóc máy chuyên dụng tái chế lại thông qua trạm ‘RAP’ - Cấu tạo trạm trộn bê tông tái chế nhựa nóng bao gồm thành phần sau: Hệ thống tách vật liệu: Hệ thống sử dụng để tách vật liệu bê tông cũ nhựa nóng từ tài liệu xây dựng khác Hệ thống sấy khô (tang sấy): Hệ thống sử dụng để loại bỏ nước tạp chất khác từ vật liệu bê tơng cũ nhựa nóng, đảm bảo chất lượng nguyên liệu trước đưa vào tái chế Hệ thống trộn: Hệ thống trộn bê tông sử dụng để trộn vật liệu bê tơng cũ nhựa nóng với để tạo hỗn hợp Hệ thống điều khiển: Hệ thống sử dụng để điều khiển trình trộn bê tơng tái chế nhựa nóng - Hệ thống sử dụng trạm RAP để chế tạo bê tơng nhựa tái chế nóng tương tự trạm sản xuất bê tơng nhựa đường thơng thường có số sửa đổi để 10 Vì tang sấy ta dạng trộn thùng đôi nên L = 6,6m tổng chiều dài lắp đặt cánh trộn Còn tính thêm chiều dài để lắp vành lăn nên chiều dài tổng thể tang sấy lớn chiều dài tính tốn chút Với điều kiện vận tốc tiếp tuyến mặt tang phải thỏa mãn điều kiện: Mà v= π D n π 1, 85.8 = =0 ,77 60 60 Do thỏa mãn điều kiện Vậy kích thước tang sấy cần xác định là: Đường kính tang sấy: D = 1,85m Chiều dài tang sấy: L = 6,6 (m) Thể tích tang sấy: V = 17,74 (m3) Góc nghiêng:  = 4,50 Chọn chiều dày tang sấy:  = (mm) Đường kính ngồi tang sấy : Dtn = 1,85 + 10-3= 1,866 (m) a) Chọn sơ kích thước vành lăn, cánh nâng, tai đỡ - Vành Lăn – Chọn chiều rộng vành lăn: b = 150 (mm) – Chọn chiều dày vành lăn: h = 50 (mm) – Khoảng cách vành lăn tang sấy:  = 42 (mm) – Đường kính vành lăn: Dlt = Dtn +  = 1,866 + 0,042 = 1,95 (m) – Đường kính vành lăn: Dln = Dlt + 2h = 1,95 + 0,05 = 2,05 (m) f: Trọng lượng riêng thép f = 7,85 103 (KG/m3)  Trọng lượng vành lăn: 57 Gl =  Dln h b f = 3,14 2,05 0,05 0,15 7,85 103 = 378 (kg) b) Cánh nâng vật liệu - Cánh nâng vật liệu có tác dụng nâng vật liệu lên cao tang sấy quay phân bố cho vật liệu rơi đặn với mục đích nâng cao hiệu trình sấy để vật liệu nhiệt Cánh nâng vật liệu chế tạo từ thép chịu nhiệt thép chữ U ROCK 8240 –56: số hiệu thép hình có chiều cao h=360mm chiều dày d = 7,5mm, f0= 41,9 (KG/m) – trọng lượng 1m chiều dài thép Các cánh nâng vật liệu bố trí dọc theo chiều dài tang Trọng lượng cánh nâng vật liệu tang: Gcn = n L f0 = 6,6 41,9 = 2212,32 (kg) - Các tai đỡ Chọn sơ trọng lượng tai đỡ: Gtđ = 0,2 Gl = 0,2 378 = 75,6 (kg) - Trọng lượng vỏ tang sấy Gv =  Dtn L f  = 3,14 1,866 6,6 7,85 103 0,008 = 2428,53 (kg) - Trọng lượng tổng cộng tang sấy Gt = GV +2Gtđ +Gcn + 2Gl = 2428,53 + 75,6 + 2212,32+2 378 = 5548,05 (kg) Nhân thêm với hệ số kết cấu lấy 1,2 ta được: Gt = 5548,05 1,2 = 6657,66 (kg) 58 c) Tính tốn cơng suất động dẫn động tang sấy Cơng suất cần thiết để quay tồn tang sấy tính theo cơng thức: (KW) Trong đó: W: Lực cản tổng cộng quay tang sấy (KG) W = W1 + W + W W1: Lực cản ma sát trọng lượng tang vật liệu lăn đỡ (KG) W2: Lực cản ma sát ổ lăn (KG) W3: Thành phần lực cản nâng khối lượng vật liệu tang lên cao (KG) v: Vận tốc dài tang sấy điểm nằm vành lăn : Hiệu suất truyền động : hiệu suất truyền động hộp giảm tốc Chọn : hiệu suất truyền động bô truyền bánh dẫn động tang sấy Chọn - Tính Theo cơng thức (9 – 38, [1]), ta có: Trong đó: Gvl: trọng lượng vật liệu tang sấy tổng số vật liệu nằm tang phút  Gvl = (KG) 59 = 50 100 = 5000 (KG) Gt: Trọng lượng thân tang, vành lăn, tai đỡ cánh nâng vật liệu tang Gt = 6657,66 (KG) f: Hệ số cản lăn vành lăn lăn f = 0,003 (m) t  Dtt  Gvl Dvl D Gt P Hình 3.2 Sơ đồ tính tốn lực cản để xác định cơng suất quay tang sấy Việc bố trí bánh lăn (chủ động bị động) theo chu vi vành lăn cho hợp lý góc đặt q lớn làm tăng khả trượt lăn vành lăn làm tăng lực tác dụng lên ổ đỡ Ngược lại góc đặc q nhỏ quay vành lăn tang sấy bị văng khỏi lăn làm hư hỏng máy móc thiết bị gây nguy hiểm không đảm bảo kế hoạch sản xuất Từ phân tích trên, kết hợp với việc khảo sát loại thiết bị bố trí trạm trộn góc đặt Vậy ta chọn góc đặt : ψ=80 ⇒ θ = 60 D2   D1 Chọn sơ đường kính lăn: d = 300 mm  W 1= - Tính 2(5000+ 6657 , 66)× 0,003 = 304 , 36 (KG) , 3× cos 00 Theo cơng thức (9 – 39, [1]), ta có: Trong đó: μ : Hệ số ma sát ổ trục Chọn d1: Đường kính ổ trục Chọn d1 = 0,09m W = - Tính 5000+6657 ,66 ,1 × ,09 =456 , 54( KG) 0 ,3 cos Theo cơng thức (9 – 40, [1]), ta có: Trong đó: b: Khoảng cách (cánh tay đòn) trọng tâm vật liệu so với trọng tâm tang sấy b: Được xác định theo cơng thức (9 – 41, [1]): 61 Góc ϕ xác định từ biểu thức: Với : Hệ số điền đầy vật liệu tang Với giá trị thường dùng Khi đó: ⇒ Vậy lực cản tổng cộng quay tang sấy là: W = W1 + W + W = 304,36 + 456,54 + 2800 = 3560,9 (KG) Công suất cần thiết để quay toàn tang sấy là: Với v = π Dln n ,14.2 , 05.8 = = 0,858 m/s 60 60  N= 3560 , 9× 0,858 32,558(kW ) 102× , 92 = d) Chọn Động Cơ Ta tiến hành chọn động điện dẫn động cho tang sấy, theo [3] ta chọn động có thơng số sau: 62 + Động điện có mã hiệu: 4A250M10Y3 + Cơng suất động : + Số vịng quay: *Thơng số hình học tang sấy sau tính tốn:  Cấu tạo tang sấy: - Gồm thùng trộn Thùng trộn bên thùng trộn bên kèm theo lớp cách nhiệt + Thùng trộn bên làm vật liệu thép cacbon + Thùng trộn bên làm vật liệu thép Cacbon, bọc bên inox ngăn rỉ sắt tăng độ thẩm mỹ Kèm chúng lớp cách nhiệt làm sợi thuỷ tinh - Chiều dài tang sấy Vì tang sấy ta có dạng tang sấy thùng đơi Nên chiều dài - Đường kính ngồi tang sấy: 1,862m - Đường kính tang sấy: 1,850m  Lớp vỏ tang sấy: 1,850 – 1,866m (thép)  Lớp vỏ bên buồng trộn cách nhiệt 2,380 - 2,400m (thép)  Lớp cách nhiệt 2,4 – 2,5m (sợi thuỷ tinh)  Lớp buồng trộn cách nhiệt 2,5 – 2,51m (inox) - Bề dày tang sấy: mm - Các bề dày khác cánh cắt : - mm - Bề dày đảo (cách nhiệt ) : 10 mm 3.2 Thời gian nung nóng vật liệu lần sấy:  Tang sấy tích 17,74 m3, giả sử vật liệu vào tang sấy chiếm thể tích 3,5 m3 Ta có:  Tổng khối lượng mà vật liệu vào tang: 63 m = 3,5. = 3,5.1520 = 5320 kg  Với suất tang sấy 95000 kg/h thời gian để sấy hết 5320 kg vật liệu lần sấy là: t= 5320.3600 = 201,6 s  3,36 phút 95000 64 3.3 Mô tang sấy 3D phần mềm Solidworks:  Sau tính tốn có thơng số ta vẽ tang sấy dạng 3D phần mềm solidword Hình 3.1 Mơ tang sấy 3D Hình 3.2 Mơ tang sấy 3D 65 Hình 3.3 Mơ tang sấy 3D Hình 3.4 Mơ tang sấy 3D 66 Hình 3.5 Mặt cắt ngang tang sấy Tính từ phần đầu đốt sang, tang sấy chia làm phần cánh trộn, lần lượt: Cánh xả vật liệu: Có dạng gờ để vật liệu tới gần vùng lửa đầu đốt không tiếp xúc trực tiếp với lửa mà trượt từ từ đến cửa xả liệu Vì vật liệu tiếp xúc với lửa, chúng bị cháy ảnh hưởng đến cấu trúc hỗn hợp nhựa đường Cánh đảo vật liệu: Có dạng hình móc xẻ rãnh cánh để vật liệu đưa lên cao, chúng rơi xuống dễ dàng tạo điều kiện trộn tốt hơn, giúp sấy khô vật liệu Cánh nạp vật liệu: Có tác dụng đưa vật liệu vào, cánh có xẻ rãnh hình vng giúp phá tan hạt vật liệu bị dính có kích thước q lớn 67 III KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Kết luận: Đề tài hoàn thành nội dung nghiên cứu sau: Đề tài nghiên cứu thông số làm việc hợp lý tang sấy cốt liệu Trạm trộn bê tơng nhựa nóng tái chế (RAP) - Nghiên cứu yêu cầu nhiệt độ cần đạt cốt liệu tái chế cấu thành nên sản phẩm bê tông nhựa nóng - Nghiên cứu q trình gia nhiệt tách ẩm hỗn hợp cốt liệu tái chế tang sấy - Nghiên cứu thống kê điều kiện nhiệt độ chiều sâu cần đốt nóng nhiệt theo tiêu chuẩn Việt Nam bao gồm: + Xác định nhiệt độ cho vật liệu cần thiết nhằm đạt tính theo yêu cầu q trình tạo nên sản phẩm bê tơng nhựa nóng + Nghiên cứu xác định hệ số truyền nhiệt đặc trưng vật liệu sở cho tồn truyền nhiệt Đề tài ngun cứu tính tốn mơ q trình truyền nhiệt tang sấy cốt liệu Trạm trộn bê tơng nhựa nóng tái chế (RAP) đề tài đạt kết sau: - Tính tốn tổn hao nhiệt độ q trình làm việc tang sấy, xác định cơng suất nhiệt độ đầu đốt - Đánh giá giả thuyết cho điều kiện toán truyền nhiệt, để giới hạn phạm vi mơ hình tốn - Xây dựng mơ hình vật lý sở nghiên cứu trình truyền nhiệt thực tế tang sấy cốt liệu - Đánh giá tổn thất nhiệt hiệu suất truyền nhiệt từ tang sấy cốt liệu - Nguyên cứu sở lý thuyết để tính tốn cho giai đoạn truyền nhiệt như: Truyền nhiệt xạ; truyền nhiệt đối lưu Đề tài nghiên cứu xác định thông số kỹ thuật hợp lý tang sấy cốt liệu Trạm trộn bê tơng nhựa nóng tái chế (RAP) sau: 68 - Xác định nhiệt độ tang sấy thời gian truyền nhiệt cần thiết để đạt nhiệt độ theo yêu cầu - Sau xác định thông số kỹ thuật, chuyên đề mô phân bố nhiệt độ theo chiều sâu tang sấy thông qua việc sử dụng phần mềm Ansys - Đề tài nghiên cứu tính tốn thơng số phận đốt nhiên liệu như: Xác định dung tích buồng đốt; xác định lưu lượng, áp xuất phun nhiên liệu, xét ảnh hưởng suất tiêu hao nhiên liệu đến chế độ lửa tang sấy, từ xác định tiêu hao nhiên liệu hợp lý - Đề tài đề xuất thông số làm việc hợp lý máy làm sở cho việc chế tạo thử nghiệm tang sấy cốt liệu Trạm trộn bê tơng nhựa nóng tái chế (RAP) Việt Nam  Sau tính tốn nghiên cứu thông số làm việc tang sấy đầu đốt ta có bảng số liệu : Thứ tự Thơng số Giá trị Nhiệt độ đầu đốt 309,72°C Tiêu thụ nhiên liệu đầu đốt 724 (kg/h) Vận tốc vòng quay (v/p) Thời gian sấy vật liệu 3,36 (phút) Chiều dài tang sấy L = 6,6 (m) Đường kính ngồi tang sấy D = 1,850 (m) Đường kính ngồi tang sấy D = 1,866 (m) Thể tích tang sấy V = 17,74 (m3) Chiều dày tang sấy δ = (mm) 10 Góc nghiêng α = 4,5° Ghi 69 Kiến nghị: Từ kết nghiên cứu đề tài, tác giả có kiến nghị sau: - Trong mơ hình tính q trình truyền nhiệt cần nghiên cứu xét thêm ảnh hưởng vật liệu mặt đường đến trình đốt nóng máy - Nghiên cứu hệ thống cánh nâng vật liệu,các góc độ phải bố trí hợp lý để tối đa hoá việc di chuyển cốt liệu qua tang sấy - Nghiên cứu hệ thống cách nhiệt (tính tốn kết cấu cánh nhiệt để đảm bảo an toàn tuổi thọ cho thiết bị) - Nghiên cứu xây dựng mơ hình truyền nhiệt 3D, phần từ truyền nhiệt theo phương phản ánh xác q trình truyền nhiệt - Nghiên cứu tính tốn lựa chọn nhiệt độ phù hợp với điều kiện khí hậu Việt Nam - Mong quan tâm mơn để đề tài hồn thiện áp dụng rộng rãi thực tế nhằm đem lại lợi ích thiết thực cho đất nước 70 TÀI LIỆU THAM KHẢO I Tài liệu tiếng việt: [1] Bộ Khoa học Công nghệ (2011), TCVN 8819-2011: Mặt đường BTN nóng - u cầu thi cơng nghiệm thu [2] Trần Thị Kim Đăng, "Lựa chọn giải pháp bảo dưỡng sửa chữa mặt đường" - Tạp chí Khoa học Giao thông Vận tải- Số tháng 11/2008 [3] Trịnh Văn Quang, Giáo trình Cơ sở truyền nhiệt, NXB Khoa học kỹ thuật 2016 [4] Trịnh Văn Quang, Cơ sở phương pháp phần tử hữu hạn truyền nhiệt, NXB Thế giới 2013 [5] Th.S Nguyễn Thị Yên – TS Trịnh Hiền Mai, Kỹ thuật Nhiệt, Trường đại học Lâm Nghiệp - 2015 [6] TS Trần Quang Quý, TS Nguyễn Văn Vịnh, TS Nguyễn Bính: Máy thiết bị sản xuất vật liệu xây dựng, NXB Giao thông vận tải – Hà Nội 2001 II Tài liệu nước ngoài: [7] Matthew Chandler, Dr.Hong J.Part, Tyler Lacy, Kim Whitby, “Hot mix asphalt plant technican cẻtification (V.18.0)” Division of Materials and Tests 2018 [8] Ezion Santagata, Pier Paolo Riviera, Davide Dalmazzo, Michele Antonio Lanotte,”Design and Construction of a Full – Scale Test Section with Asphalt Rubber Gap-graded Wearing Course Mixture ” Article in Procedia - Social and Behavioral Sciences · October 2012 [9] SANY Industry Town, Changsha Economic & Technological Development Zone, Hunan, China “Sany LB Aphalt mixing plant series” Materials and specifications are subject to change without notice Featured machines in photos may include additional equipment 71