Luận Án Tiến Sĩ Kỹ Thuật Cơ Khí Nghiên Cứu Một Số Thông Số Chính Của Bộ Phận Tách Ngọn Và Lá Ứng Dụng Trên Máy Liên Hợp Thu Hoạch Mía Nguyên Cây.pdf

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT VIỆN CƠ ĐIỆN NÔNG NGHIỆP VÀ CÔNG NGHỆ SAU TH HOẠCH ************************************** NGUYỄN ĐỨC THẬT ận Lu NGHIÊN CỨU MỘT SỐ THƠNG SỐ CHÍNH CỦA BỘ án PHẬN TÁCH NGỌN VÀ LÁ ỨNG DỤNG TRÊN MÁY n tiế Tài liệu rẻ LIÊN HỢP THU HOẠCH MÍA NGUYÊN CÂY sĩ LUẬN ÁN TIẾN SĨ m CHUYÊN NGÀNH: KỸ THUẬT CƠ KHÍ ới MÃ SỐ: 952 01 03 nh NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: ất TSKH BẠCH QUỐC KHANG PGS.TS LƯƠNG VĂN VƯỢT Hà Nội – 2023 i LỜI CAM ĐOAN Tơi xin cam đoan cơng trình nghiên cứu riêng tôi, kết nghiên cứu trình bày luận án trung thực, khách quan chưa dùng bảo vệ để lấy học vị Tôi xin cam đoan giúp đỡ trình thực luận án cám ơn, thơng tin trích dẫn luận án rõ Lu nguồn gốc ận Hà Nội, ngày tháng năm 2023 án tiế Tài liệu rẻ Tác giả luận án n Nguyễn Đức Thật sĩ ới m ất nh ii LỜI CẢM ƠN Tôi xin chân thành cảm ơn tập thể thầy: TSKH Bạch Quốc Khang – Viện Cơ điện nông nghiệp Công nghệ sau thu hoạch; PGS.TS Lương Văn Vượt – Trường Đại học Chu Văn An; TS Đậu Thế Nhu – Viện Cơ điện nông nghiệp Công nghệ sau thu hoạch, hướng dẫn, giúp đỡ tơi hồn thành luận án Lu Đồng thời tơi xin chân thành cảm ơn lãnh đạo Viện Cơ điện nông nghiệp ận Công nghệ sau thu hoạch, tập thể cán chuyên gia Viện đơn vị, cá nhân quan tạo điều kiện cho tơi q trình thực án luận án tiế Tài liệu rẻ Tôi xin trân trọng cảm ơn nhà khoa học, bạn đồng nghiệp quan đặc biệt thành viên Gia đình giúp đỡ, ủng hộ sĩ Xin trân trọng cảm ơn! n động viên để tơi hồn thành luận án ới m Tác giả luận án ất nh Nguyễn Đức Thật iii MỤC LỤC Lời cam đoan i Lời cảm ơn ii Mục lục iii Danh mục ký hiệu chữ viết tắt viii Danh mục bảng xii Danh mục hình xiv Lu Tính cấp thiết đề tài nghiên cứu Mục tiêu nghiên cứu 3 Đối tượng phạm vi nghiên cứu 3.1 Đối tượng nghiên cứu 3.2 Phạm vi nghiên cứu Nội dung nghiên cứu Ý nghĩa khoa học thực tiễn luận án 5.1 Ý nghĩa khoa học 5.2 Ý nghĩa thực tiễn Những đóng góp luận án Cấu trúc luận án án tiế Tài liệu rẻ ận MỞ ĐẦU n sĩ m ới nh Chương TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 5 ất 1.1 Đặc điểm sinh học mía 1.1.1 Thân mía 1.1.2 Ngọn mía 1.1.3 Lá mía 1.2 Kết nghiên cứu đặc tính cơ, lý mía 10 1.2.1 Thế giới 10 1.2.2 Việt Nam 14 iv 1.3 Tổng quan cơng trình nghiên cứu tách mía 15 1.3.1 Tách mía trước mía vào phận làm 16 1.3.2 Tách mía phận làm máy liên hợp THM 17 1.4 Kết nghiên cứu tách máy liên hợp thu hoạch mía 21 1.4.1 Cấu tạo phận tách máy liên hợp THM 21 1.4.2 Kết nghiên cứu tách mía giới 23 1.4.2.1 Một số loại kết cấu cánh lơ bóc 23 Lu 24 1.4.2.3 Các nghiên cứu chế độ làm việc phận tách mía 26 1.4.3 ận 1.4.2.2 Ảnh hưởng dạng vật liệu làm bóc Kết nghiên cứu tách mía Việt Nam 26 án 26 1.4.3.2 Kết nghiên cứu chế độ làm việc lô 27 tiế Tài liệu rẻ 1.4.3.1 Kết nghiên cứu kết cấu cánh lơ bóc Đề xuất ngun lý phận tách mía 30 1.5.1 Đề xuất nguyên lý phận bẻ 30 1.5.2 Sơ đồ nguyên lý phận tách mía 32 1.6 Các thông số ảnh hưởng tiêu đánh giá phận tách 32 n 1.5 sĩ ới m mía Các thơng số ảnh hưởng 1.6.2 Các tiêu đánh giá phận tách mía 33 Kết luận chương 34 Chương PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ất nh 1.6.1 32 35 2.1 Phương pháp nghiên cứu lý thuyết 35 2.1.1 Phương pháp giải tích 36 2.1.2 Phương pháp số 36 2.2 Phương pháp nghiên cứu thực nghiệm 36 2.2.1 Cấu tạo mô hình thí nghiệm 36 2.2.1.1 Cấu tạo, ngun lý hoạt động mô đun tách 37 v 2.2.1.2 Cấu tạo, nguyên lý hoạt động mô đun bẻ 38 2.2.1.3 Sơ đồ truyền động phận tách ngọn, mía 39 2.2.2 Phân tích, lựa chọn thơng số cách điều chỉnh 40 2.2.2.1 Phân tích, lựa chọn thơng số 40 2.2.2.2 Cách điều chỉnh thơng số 42 2.2.3 Bố trí thí nghiệm 46 2.2.4 Phương pháp xác định tiêu 46 Lu 47 2.2.4.2 Tỷ lệ tổn thất 47 2.2.4.3 Chi phí lượng riêng 48 ận 2.2.4.1 Tỷ lệ tạp chất án 2.2.5 Thiết bị thí nghiệm dụng cụ đo đạc 48 48 49 2.2.6 tiế Tài liệu rẻ 2.2.5.1 Thiết bị dụng cụ thí nghiệm Phương pháp nghiên cứu thực nghiệm đơn yếu tố 50 2.2.7 Phương pháp quy hoạch thực nghiệm đa yếu tố 52 2.2.8 Phương pháp phân tích hồi quy 54 2.2.5.2 Các bước tiến hành thí nghiệm n sĩ m 2.2.8.1 Đánh giá phương sai 56 ới 2.2.8.2 Xác định dạng tổng qt mơ hình hồi quy nh 2.2.8.3 Xác định hệ số mơ hình hồi quy 2.2.8.4 Phương pháp kiểm tra tính tương thích mơ hình tốn ất 2.2.8.5 Kiểm tra mức ý nghĩa hệ số hồi quy 2.2.8.6 Xác minh điều kiện tiên phân tích hồi quy 2.2.9 Phương pháp tối ưu hóa hàm tiêu 56 56 56 57 58 58 2.2.9.1 Tìm tọa độ điểm đặc biệt bề mặt hàm tiêu 58 2.2.9.2 Chuyển phương trình hồi quy sang dạng tắc 59 2.2.9.3 Phương pháp giải tốn thương lượng tìm cực trị có điều kiện 2.3 Phương pháp thu thập thơng tin 60 61 vi 2.3.1 Phương pháp thu thập thông tin thứ cấp 61 2.3.2 Phương pháp thu thập thông tin qua nguồn sơ cấp 62 Kết luận chương 63 Chương NGHIÊN CỨU CƠ SỞ LÝ THUYẾT XÁC ĐỊNH MỘT 64 SỐ THÔNG SỐ CỦA BỘ PHẬN TÁCH NGỌN VÀ LÁ MÍA 3.1 Q trình tách mía bóc 64 3.2 Ảnh hưởng yếu tố động học đến q trình tách mía 66 Lu bóc Nghiên cứu chiều dài quét bóc 66 ận 3.2.1 3.2.1.1 Xác định chiều dài quét bóc 66 án 68 3.2.1.3 Khảo sát ảnh hưởng hệ số động học đến chiều dài quét 69 tiế 3.2.2 Tài liệu rẻ 3.2.1.2 Ảnh hưởng tỷ số chiều cao đặt lơ bóc đến chiều dài quét Nghiên cứu hệ số quét lặp 69 n 3.2.2.1 Xác định hệ số quét lặp 69 70 3.2.2.3 Khảo sát ảnh hưởng số động học đến hệ số quét lặp 71 sĩ 3.2.2.2 Ảnh hưởng tỷ số chiều cao đặt lơ bóc đến hệ số qt lặp Nghiên cứu động lực học trình bẻ 3.3.1 Một số nhận xét trình bẻ dàn thí nghiệm 72 3.3.2 Mơ hình nghiên cứu q trình bẻ mía nh m 3.3 73 72 ới 3.3.2.1 Phân tích q trình bẻ mía mô đun bẻ ất 3.3.2.2 Các giả thiết xây dựng mơ hình 73 74 3.3.2.3 Mơ hình biến dạng mía 75 3.3.2.4 Điều kiện bẻ gãy mía 84 3.4 Khảo sát mơ q trình bẻ mía 85 3.4.1 Thuật tốn mơ 85 3.4.2 Khảo sát trình động 88 3.4.3 Khảo sát q trình tĩnh 89 vii 3.4.3.1 Phương trình mơ tả biến dạng tĩnh 89 3.4.3.2 Mô men uốn mía theo chiều dài góc quay khác 90 bẻ 3.4.3.3 Ứng suất uốn mía theo chiều dài góc quay khác 91 bẻ 3.4.3.4 Ứng suất uốn cực đại mía theo góc quay bẻ 92 Lu 3.4.3.5 Khảo sát ảnh hưởng thơng số hình học Xây dựng mơ hình khảo sát q trình bay mía sau khỏi ận 3.5 93 95 buồng làm 96 3.5.2 Mơ quỹ đạo chuyển động thân mía 99 3.5.3 Khảo sát ảnh hưởng vận tốc ban đầu đến quỹ đạo chuyển động 100 101 sĩ Kết luận chương n thân mía Tài liệu rẻ Xây dựng mơ hình chuyển động (bay) thân mía tiế án 3.5.1 103 4.1 Cơ sở chọn thơng số nghiên cứu xác định miền biến thiên 103 4.1.1 Xác định thông số đầu vào tiêu chất lượng 4.1.2 Xác định miền biến thiên thông số đầu vào 105 4.2 Kết nghiên cứu thực nghiệm đơn yếu tố 107 4.2.1 Ảnh hưởng vận tốc cấp (Vk) tới tiêu 4.2.2 Ảnh hưởng số động học (λ) tới tiêu 112 4.2.3 Ảnh hưởng mật độ mía (q) tới tiêu 116 4.2.4 Ảnh hưởng khoảng cách tâm lô bẻ (Lm) đến tiêu 121 4.3 Xác định giá trị thông số tối ưu phương pháp quy hoạch hóa 126 ới m Chương KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU THỰC NGHIỆM 103 ất nh 107 thực nghiệm (QHTN) đa yếu tố 4.3.1 Mã hóa thơng số nghiên cứu lập ma trận thí nghiệm 127 viii 4.3.2 Kết xử lý số liệu thí nghiệm hàm tỷ lệ tạp chất 128 4.3.3 Kết xử lý số liệu thí nghiệm hàm tỷ lệ tổn thất 132 4.3.4 Kết xử lý số liệu thí nghiệm hàm chi phí lượng riêng 135 4.4 Tối ưu q trình tách ngọn, mía 138 4.5 Kết ứng dụng máy liên hợp THM nguyên SHC-0,2A 142 Kết luận chương 144 KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ 146 Lu 148 Tài liệu tham khảo 149 Phụ lục 160 án n tiế Tài liệu rẻ ận Danh mục cơng trình cơng bố liên quan đến Luận án sĩ ới m ất nh ix DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT Ký hiệu, Chữ viết tắt Diễn giải Đơn vị  Đạo hàm riêng góc  theo thời gian J Đạo hàm riêng mơ men qn tính theo thời gian  Đạo hàm riêng mô men uốn theo thời gian Lu Đạo hàm riêng lực dọc theo thời gian Q Đạo hàm riêng lực cắt theo thời gian S Đạo hàm riêng phân tố S theo thời gian A Diện tích mặt cắt phân tố ận  án Gia tốc theo phương x ay Gia tốc theo phương y m/s2 Tài liệu rẻ ax m2 tiế m/s2 1/2 chiều dài quét 1/2 khoảng cách hai trục lơ bóc Cơ giới hóa m m  Chiều dài đường quét bóc m D2 dc d Đường kính lị xo Đường kính Góc ơm dây cung ds dM Số gia mô men uốn mặt cắt phân tố dm Khối lượng phân tố ds dN Số gia lực dọc trục mặt cắt phân tố Áp lực đỉnh bẻ tác dụng lên chiều dài phân tố N dQ Số gia lực cắt mặt cắt phân tố N ds Chiều dài phân tố mía xét m E Es Mơ đun đàn hồi thép lị xo Mơ đun đàn hồi dóng mía Fgη Lực cản khí động tác dụng lên khối mía theo chiều η sĩ ới m ất nh dP n b c CGH m m Độ Nm g N MPa MPa N