Nghiên cứu ảnh hưởng của một số thông số chính đến độ bền cực phóng lọc bụi tĩnh điện

Nghiên cứu ảnh hưởng của một số thông số chính đến độ bền cực phóng lọc bụi tĩnh điệnNghiên cứu ảnh hưởng của một số thông số chính đến độ bền cực phóng lọc bụi tĩnh điệnNghiên cứu ảnh hưởng của một số thông số chính đến độ bền cực phóng lọc bụi tĩnh điệnNghiên cứu ảnh hưởng của một số thông số chính đến độ bền cực phóng lọc bụi tĩnh điệnNghiên cứu ảnh hưởng của một số thông số chính đến độ bền cực phóng lọc bụi tĩnh điệnNghiên cứu ảnh hưởng của một số thông số chính đến độ bền cực phóng lọc bụi tĩnh điệnNghiên cứu ảnh hưởng của một số thông số chính đến độ bền cực phóng lọc bụi tĩnh điệnNghiên cứu ảnh hưởng của một số thông số chính đến độ bền cực phóng lọc bụi tĩnh điệnNghiên cứu ảnh hưởng của một số thông số chính đến độ bền cực phóng lọc bụi tĩnh điệnNghiên cứu ảnh hưởng của một số thông số chính đến độ bền cực phóng lọc bụi tĩnh điệnNghiên cứu ảnh hưởng của một số thông số chính đến độ bền cực phóng lọc bụi tĩnh điệnNghiên cứu ảnh hưởng của một số thông số chính đến độ bền cực phóng lọc bụi tĩnh điệnNghiên cứu ảnh hưởng của một số thông số chính đến độ bền cực phóng lọc bụi tĩnh điệnNghiên cứu ảnh hưởng của một số thông số chính đến độ bền cực phóng lọc bụi tĩnh điệnNghiên cứu ảnh hưởng của một số thông số chính đến độ bền cực phóng lọc bụi tĩnh điệnNghiên cứu ảnh hưởng của một số thông số chính đến độ bền cực phóng lọc bụi tĩnh điệnNghiên cứu ảnh hưởng của một số thông số chính đến độ bền cực phóng lọc bụi tĩnh điệnNghiên cứu ảnh hưởng của một số thông số chính đến độ bền cực phóng lọc bụi tĩnh điệnNghiên cứu ảnh hưởng của một số thông số chính đến độ bền cực phóng lọc bụi tĩnh điệnNghiên cứu ảnh hưởng của một số thông số chính đến độ bền cực phóng lọc bụi tĩnh điệnNghiên cứu ảnh hưởng của một số thông số chính đến độ bền cực phóng lọc bụi tĩnh điệnNghiên cứu ảnh hưởng của một số thông số chính đến độ bền cực phóng lọc bụi tĩnh điệnNghiên cứu ảnh hưởng của một số thông số chính đến độ bền cực phóng lọc bụi tĩnh điệnNghiên cứu ảnh hưởng của một số thông số chính đến độ bền cực phóng lọc bụi tĩnh điệnNghiên cứu ảnh hưởng của một số thông số chính đến độ bền cực phóng lọc bụi tĩnh điện

VIỆN NGHIÊN CỨU CƠ KHÍ

NGUYỄN ANH TÙNG

NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA MỘT SỐ THÔNG SỐ CHÍNH ĐẾN ĐỘ BỀN KHUNG CỰC PHÓNG LỌC BỤI TĨNH ĐIỆN

TÓM TẮT LUẬN ÁN TIẾN SĨ Ngành: Kỹ thuật Cơ khí

Mã số: 9520103

HÀ NỘI – 2023

Viện Nghiên cứu Cơ khí - Bộ Công Thương

Người hướng dẫn khoa học:

1 Người hướng dẫn: PGS.TS Hoàng Văn Gợt

Phản biện 1: PGS.TS Nguyễn Hữu Quang

Phản biện 2: PGS.TS Phạm Đức Cường

Phản biện 3: PGS.TS Lê Thu Quý

Luận án được bảo vệ trước Hội đồng đánh giá luận án tiến sĩ cấp Viện

Họp tại: Viện Nghiên cứu Cơ khí – Bộ Công Thương

Tòa nhà trụ sở chính: số 4 đường Phạm Văn Đồng, quận Cầu Giấy,

TP Hà Nội

Vào hồi …… giờ …… phút, ngày …… tháng …… năm 2023

Có thể tìm hiểu luận án tại:

1 Thư viện Quốc gia Việt Nam

2 Thư viện Viện Nghiên cứu Cơ khí

MỞ ĐẦU

1 Tính cấp thiết của đề tài luận án

Theo Bộ Xây dựng cả nước hiện có 29 nhà máy điện than đang hoạt động, như vậy

có 58 tổ máy công suất từ 200 MW đến 600 MW với khoảng gần 120 lò hơi đốt than thải khí bụi ra môi trường với một khối lượng lớn Hàm lượng bụi khí thải ra khỏi lò hơi khoảng 250 đến 350 mg/Nm3 và yêu cầu hàm lượng bụi thải ra môi trường (tùy theo địa bàn đặt nhà máy) phải đạt từ 50 mg/Nm3 đến 100 mg/Nm3 [3] Lọc bụi bằng điện còn gọi là lọc bụi tĩnh điện (LBTĐ) là thiết bị có khả năng đáp ứng yêu cầu trên Các cực được cấp điện cao áp một chiều cỡ từ vài chục cho đến vài trăm (kV) để tạo thành một điện trường có cường độ lớn Dòng khí bụi đi qua buồng lọc

có lắp hệ cực phóng điện làm ion hoá các phần tử bụi (mang điện tích âm) với kích thước siêu nhỏ bay lơ lửng bị hút vào bề mặt tấm cực lắng (mang điện tích dương) Thiết bị quan trọng nhất trong LBTĐ là buồng lọc với bộ cực phóng có kết cấu là bộ khung được lắp các thanh gai phóng điện làm ion hóa các phần tử bụi và tấm cực lắng (mang điện tích âm) [3,29] Tại Việt Nam trong hàng chục năm qua các thiết bị LBTĐ vẫn phải nhập ngoại đồng bộ từ nước ngoài Thời gian gần đây Viện Nghiên cứu Cơ khí – Bộ Công Thương đã thiết kế và đưa vào ứng dụng thành công tại các nhà máy nhiệt điện Vũng Áng 1, Thái Bình 1 và Nghi Sơn 2

Bộ cực phóng khi bị hư, hỏng dẫn đến phải dừng hoạt động nhà máy để khắp phục, gây thiệt hại rất lớn cho ngành điện Trong khi cả nước có hàng trăm thiết bị LBTĐ đang hoạt động Đây là vấn đề đáng phải quan tâm nghiên cứu của các nhà khoa học nước ta Do vậy, việc nghiên cứu để có giải pháp khoa học xác định độ bền cho khung cực phóng chịu lực va đập (F) phù hợp có chu kỳ của búa gõ và gia tốc rũ bụi (a) vẫn là vấn đề có tính cấp thiết tại Việt Nam hiện nay

2 Mục tiêu của đề tài luận án

- Bằng thực nghiệm trên mô hình tĩnh kết hợp mô hình trong thực tiễn cùng công suất, đồng dạng về cấu tạo và nguyên lý hoạt động cùng công suất, đồng dạng về cấu tạo và nguyên lý hoạt động của buồng lọc cùng công suất xác định ảnh hưởng của 3 thông số được tối ưu hóa: khối lượng búa (m), chiều cao rơi (h) và hàm lượng bụi (η) đầu vào buồng lọc để thỏa mãn gia tốc rũ bụi (a) và đáp ứng lực gõ (F) của búa;

- Bằng thực nghiệm trên khung cực phóng trong mô hình tĩnh của buồng lọc bụi kết hợp ứng dụng kiểm bền mẫu thử đồng dạng, xây dựng được đường cong mỏi quan

hệ giữa ứng suất bền mỏi (σm) và tuổi bền (N) của khung cực phóng

3 Đối tượng nghiên cứu

Mô hình tĩnh và mô hình trong thục tiễn cùng công suất, đồng dạng về cấu tạo và nguyên lý hoạt động của buồng lọc bụi của LBTĐ nằm ngang để thực nghiệm tối ưu hóa 3 thông số: khối lượng búa (m), chiều cao rơi (h) và hàm lượng bụi (η) đầu vào buồng lọc đáp ứng chỉ tiêu đầu ra là gia tốc rũ bụi (a) và lực (F) gõ của búa

4 Phạm vi nghiên cứu

- Thực nghiệm trên mô hình tĩnh kết hợp mô hình cùng công suất, đồng dạng về cấu tạo và nguyên lý hoạt động trong thực tiễn của buồng lọc trong LBTĐ nằm ngang để tối ưu hóa 3 thông số: khối lượng búa (m), chiều cao rơi (h) và hàm lượng bụi (η) đầu vào buồng lọc bụi

- Trong nghiên cứu xét trường hợp khung cực phóng chịu lực va chạm (F) của búa

có chu kỳ không đối xứng (nghĩa là hệ số đối xứng r = Pmin/ Pmax = 0) và các lực liên quan: khối lượng tĩnh của khung cực phóng và khối lượng bụi bám trên bộ khung cực phóng, xung lực Không xét bền mỏi do nhiệt độ, không xét mòn cơ học do bụi tác dụng vào hệ thống kim phóng điện trên thanh gai

5 Phương pháp nghiên cứu

- Ứng dụng thiết kế sàng lọc L9 để xác định các biến đầu làm cơ sở xây dựng quy hoạch thực nghiệm các biến đầu vào gồm: khối lượng búa (m), chiều cao rơi của búa (h) và lượng bụi bám trên khung cực phóng đặc trưng là hàm lượng bụi (η) đầu vào buồng lọc ảnh hưởng đến chỉ tiêu đầu ra là gia tốc rũ bụi (a) cho khung cực phóng

và lực gõ (F) của búa;

- Ứng dụng phương pháp kiểm bền mẫu đồng dạng với khung cực phóng theo tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 8185:2009 “Vật liệu kim loại – thử mỏi – phương pháp đặt lực dọc trục điều khiển được” để xây dựng đường cong bền mỏi thực nghiệm cho khung cực phóng

6 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài

6.1 Ý nghĩa khoa học:

- Bằng thực nghiệm trên mô hình tĩnh và mô hình cùng công suất, đồng dạng về cấu tạo và nguyên lý hoạt động trong thực tiễn của buồng lọc của thiết bị LBTĐ nằm ngang tối ưu hóa 3 thông số: khối lượng búa (m), chiều cao rơi (h) và hàm lượng bụi (η) đầu vào buồng lọc đáp ứng gia tốc rũ bụi (a) của khung cực phóng và lực va chạm (F) của búa;

- Bằng thực nghiệm trên mô hình cực phóng với ứng dụng kiểm bền mẫu đồng dạng xây dựng được đường cong mỏi thực nghiệm theo lý thuyết của tác giả [65,67] quan

hệ giữa ứng suất bền mỏi (σm) và tuổi bền tính bằng chu kỳ (N)

6.2 Ý nghĩa thực tiễn

- Kết quả nghiên cứu có khả năng ứng dụng để thiết kế cho bộ khung cực phóng cho buồng lọc của LBTĐ nằm ngang có phân bố lực trên khung cực phóng tại các vị trí

có lực đặt khác nhau và cho thiết bị LBTĐ công suất khác nhau

- Kết quả nghiên cứu cũng có thể sử dụng làm tài liệu tham khảo trong công tác giảng dạy và nghiên cứu

7 Những đóng góp mới của luận án

- Bằng thực nghiệm trên mô hình tĩnh kết hợp mô hình của buồng lọc cùng công suất, đồng dạng về cấu tạo và nguyên lý hoạt động trong thực tiễn có cùng công suất của thiết bị LBTĐ nằm ngang tối ưu hóa 3 thông số: khối lượng búa (m), chiều cao rơi (h) và hàm lượng bụi (η) đầu vào buồng lọc đáp ứng chỉ tiêu đầu ra là gia tốc rũ bụi (a) và lực gõ của búa (F) tương ứng;

- Bằng thực nghiệm trên mô hình tĩnh và mô hình cùng công suất, đồng dạng về cấu tạo và nguyên lý hoạt động trong thực tiễn cùng công suất của buồng lọc bụi, xây dựng được đường cong mỏi thực nghiệm theo lý thuyết của các tác giả [61,63] về quan hệ giữa ứng suất bền mỏi (σm) và tuổi bền (N) của khung cực phóng

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ RŨ BỤI TRONG LỌC BỤI TĨNH ĐIỆN 1.1 Nguyên lý thu bụi bằng điện [11,48,49,50]

Hình 1.1 Sơ đồ nguyên lý thu bụi tĩnh điện [11,28]

1.2 Phân loại lọc bụi tĩnh điện [2, 50, 54, 55, 56]

1.2.2 Phân loại theo trạng thái bụi: Công suất lọc bụi lớn, hiệu suất thu bụi cao tới 99.9%

1.3 Cấu tạo chung của thiết bị lọc bụi bằng điện nằm ngang [44,55]

Hình 1.2 Sơ đồ nguyên lý cấu hình của thiết bị lọc bụi tĩnh điện nằm ngang với các

thiết bị liên quan

Hình 1.3 Sơ đồ kết cấu 3D buồng lọc bụi tĩnh điện nằm ngang [2,52,58]

a) Hệ thống điện cao áp

Hình 1.4 Sơ đồ nguyên lý hệ thống điện của LBTĐ nằm ngang [59,60]

b) Điện cực phóng

Hình 1.5 Khung thanh cực phóng trên mô hình buồng lọc của LBTĐ nằm ngang

c) Mô hình cấu tạo điện cực phóng [3,54,55]

Hình 1.6 Mô hình treo khung cực phóng đồng bộ với tấm cực lắng

Hình 1.7 Mô hình nguyên lý lọc bụi trong trường tĩnh điện

Hình 1.7.1 Bộ gõ rũ bụi [19, 47,55]

1.4 Cơ chế lắng bụi trong buồng lọc bụi tĩnh điện

Hình 1.9 Mô hình di chuyển của phần tử bụi khi chịu lực hút tĩnh điện

1.4.2 Tải trọng gây mỏi trên khung cực phóng [30,31,52,53]

Bao gồm: lực va chạm (F), xung lực (Gxl), tự trọng (P) của khung có khối lượng 280

kg, lực do khối lượng của bụi bám (f) trong 1 chu kỳ trên toàn bộ khung cực phóng trung bình khoảng (20 kg)

1.5 Giới thiệu về độ bền mỏi

Đường cong mỏi: Đường cong mỏi là đường cong biểu diễn mối liên hệ giữa các

ứng suất thay đổi với các số chu trình ứng suất tương ứng Ứng suất thay đổi có thể

là ứng suất lớn nhất hoặc là biên độ ứng suất Đường cong mỏi cổ điển S=f(N) còn gọi là đường cong Veller (Wohler's Curve)

1.6 Cấu tạo của khung cực phóng

Hình 1.11 Hình ảnh bộ khung cực phóng lắp trong mô hình buồng lọc

1.7 Các yếu tố ảnh hưởng đến độ bền mỏi của khung cực phóng và gia tốc rũ bụi: Lực gõ (F), xung lực (Gxl), khối lượng khung cực phóng (p), khối lượng bụi

bám (f)

1.8 Tình hình nghiên cứu độ bền mỏi trong nước và trên thế giới

1.9.3 Những vấn đề tồn tại cần phải được nghiên cứu

Từ nội dung và kết quả đạt được của đề tài KHCN cấp quốc gia thuộc Chương trình KC-03 Trong đó kết quả đạt được đã thiết kế lọc bụi tĩnh điện và đưa vào phục vụ sản xuất và 2 luận tiến sĩ Nhưng chưa nghiên cứu đến độ bền mỏi cho khung cực phóng do lực va chạm của búa gõ (F), lực sung do va chạm (Gxl), lực do tự trọng khung của phóng (P) và lực (f) do bụi bám trên khung cực phóng Do vậy nhiệm vụ của luận án là:

- Bằng lý thuyết kết hợp thực nghiệm trên mô hình tĩnh và mô hình cùng công suất, đồng dạng về cấu tạo và nguyên lý hoạt động trong thực tiễn của buồng lọc để tối ưu hóa 3 thông số: khối lượng búa (m), chiều cao rơi (h) và hàm lượng bụi (η) đầu vào buồng lọc tạo ra tốc rũ bụi (a) cho bộ khung cực phóng;

- Bằng thực nghiệm trên mô hình tĩnh của buồng lọc xây dựng được đường cong quan hệ giữa ứng suất bền mỏi (σm) và tuổi bền (N) cho trước của khung cực phóng theo lý thuyết của tác giả [61,63]

KẾT LUẬN CHƯƠNG 1

1- Đã tổng quan được nguyên lý, cấu tạo, chức năng của lọc bụi tĩnh điện Đặc biệt

đã giới thiệu độ bền mỏi của kết cấu máy móc và đã chỉ ra các tải trọng chính như lực va đập của búa (F), xung lực (Gxl) và các thành phần tải trọng lớn như tải trọng bản thân (P) và tải trọng của bụi bám (f) Xung lực và các thành phần tải trọng lớn như tải trọng bản thân và tải trọng của bụi bám làm hư, hỏng do mỏi cho khung cực phóng;

2- Đã phân tích và chỉ ra cần thực nghiệm xây dựng mối quan hệ giữa ứng suất mỏi (σm) do lực (F) và tuổi bền tính bằng chu kỳ (N) của khung cực phóng theo lý thuyết

về bền mỏi của kết cấu kim loại dạng khung của tác giả Kogaiev [59, 61];

3- Đã xác định nhiệm vụ nghiên cứu của đề tài luận án:

+ Bằng lý thuyết kết hợp thực nghiệm trên mô hình tĩnh và mô hình thực tiến có cùng công suất, đồng dạng về kết cấu và nguyên lý hoạt động để xác định lực gõ (F) của búa phù hợp, đáp ứng gia tốc rũ bụi (a) đồng thời thỏa mãn độ bền mỏi cho khung cực phóng và tấm cực lắng

+ Bằng thực nghiệm trên mô hình tĩnh và mô hình thực tiễn của buồng lọc xây dựng đường cong mỏi quan hệ giữa ứng suất bền mỏi (σm) và tuổi bền (N) của khung cực phóng

CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT VỀ ĐỘ BỀN MỎI CHO

KHUNG CỰC PHÓNG 2.1 Cơ sở lý thuyết va chạm của hai vật rắn [1,62,64]

- Đoạn đường dịch chuyển trong thời gian va chạm l:

Vì τ là đại lượng vô cùng nhỏ nên l cũng là đại lượng vô cùng nhỏ Để đơn giản người ta đưa ra giả thiết trong quá trình va chạm cơ hệ không di chuyển vị trí

- Lực và xung lực va chạm: Khi va chạm ngoài các lực thường như trọng lực, lực cản v.v., vật cản chịu tác dụng của phản lực nơi tiếp xúc (Lực tác dụng tương hỗ) Chính lực này là nguyên nhân tạo nên gia tốc chuyển động của vật Lực đó gọi là lực

va chạm ký hiệu là N, chỉ xuất hiện trong quá trình va chạm Thường khó xác định được trước lực va chạm nhưng quy luật biến đổi của nó có thể được biểu diễn như (hình 2.1)

Hình 2.1 Mô hình quy luật biến đổi lực trong va chạm theo thời gian

Vì gia tốc trong va chạm là rất lớn nên lực va chạm N cũng rất lớn Thông thường lực va chạm lớn hơn rất nhiều so với lực thường F Mặt khác lực va chạm lại biến đổi rất rõ trong thời gian va chạm vô cùng nhỏ nên người ta đánh giá tác dụng của

nó qua xung lực áp dụng định lý biến thiên động lượng cho hệ trong thời gian va chạm có thể viết:





0

tb

v dt v

l 

đưa ra giả thiết là bỏ qua tác dụng của lực thường Ta viết biểu thức biến thiên động lượng của hệ trong va chạm như sau:

𝑚𝑘 ∆𝑣𝑘= ∫ 𝑁𝜏⃗⃗

0 𝑑𝑡 = 𝑆 (2.3)

Biểu thức (2.3) là phương trình cơ bản trong quá trình va chạm

- Biến dạng và hệ số hồi phục: Quan sát quá trình va chạm người ta chia ra hai giai đoạn: giai đoạn biến dạng và giai đoạn hồi phục Giai đoạn biến dạng trong thời gian

τ1 từ lúc bắt đầu va chạm cho đến khi vật thôi biên dạng Giai đoạn hồi phục trong thời gian τ2 từ khi kết thúc giai đoạn biến dạng đến khi lấy lại hình dạng ban đầu đến mức độ nhất định tuỳ thuộc vào tính chất đàn hồi của vật Căn cứ vào mức độ hồi phục của vật ta có thể chia va chạm thành ba loại:

+ Va chạm mềm là va chạm mà sau giai đoạn biến dạng vật không có khả năng hồi phục tức là không có giai đoạn hồi phục

+ Va chạm hoàn toàn đàn hồi là va chạm mà sau khi kết thúc va chạm vật lấy lại nguyên hình dạng ban đầu

+ Va chạm không hoàn toàn đàn hồi là va chạm mà sau khi kết thúc va chạm vật lấy lại một phần hình dạng ban đầu

Để phản ánh tính chất hồi phục của vật ở giai đoạn hai (giai đoạn hồi phục) ta đưa ra khái niệm hệ số hồi phục k, k bằng tỷ số giữa xung lực giai đoạn 2 và giai đoạn 1:

Hình 2.2 Sơ đồ va chạm xuyên tâm của hai vật rắn

2.3 Ứng dụng bài toán va chạm xây dựng mô hình của bộ gõ rũ bụi cơ khí 2.3.1 Nguyên lý hoạt động của búa gõ rũ bụi và khung cực phóng

Hình 2.3 Mô hình hóa va chạm búa gõ vào dầm dưới của khung cực phóng

2.2.3 Giới hạn gia tốc rũ bụi [64]: Gia tốc rũ bụi giới hạn là gia tốc lớn nhất trong

trường gia tốc trên bề mặt chi tiết có khả năng làm sạch lượng bụi bám Tác giả đã biểu diễn bằng bất đẳng thức: min(amax) ≥ a*, trong đó a* là gia tốc rũ bụi tới hạn

2.4 Cơ sở tính toán độ bền khung cực phóng [17, 67, 68]

Kết quả khảo sát về các hiện tượng hư, hỏng của các bộ phận trong hệ cực của buồng lọc bụi cho thấy:

- Hư, hỏng búa, tấm cực lắng và cực phóng chủ yếu do mỏi bởi lực gõ của búa có chu kỳ;

- Sự hư, hỏng của gai phóng điện trên thanh cực phóng do bị mòn cơ học bởi mài mòn của bụi trong quá trình làm việc;

- Trong luận án này chỉ giới hạn khảo sát tuổi bền mỏi của khung cực phóng

2.5 Cơ sở lý thuyết của bền mỏi chi tiết dạng kết cấu khung [65,67]

2.5.1 Xây dựng sơ đồ phân bố lực trên khung cực phóng

Khung cực phóng dạng chữ П (có thể sơ đồ hóa hình 2.12) theo tác giả [61], khi khung chịu lực va chạm của búa (F) tác dụng tại điểm B, khối lượng khung (P) đặt tại điểm giữa dầm BC, lực (f) là tổng hợp lực từ lớp bụi phân bố đều trên bề mặt khung cực phóng đặt tại điểm giữa dầm BC, xung lực (Gxl) phát sinh do lực va chạm (F) tác động tại điểm (B) Sơ đồ phân bố lực trên khung cực phóng (hình 2.12)

Hình 2.12 Sơ đồ lực tác dụng lên đầu dầm trên của khung dạng chữ П (đã xoay 180

độ so với trong thực tiễn)

Trong đó: F-lực gõ của búa; Gxl là xung lực; P- khối lượng của khung; f- Khối lượng của bụi bám trên bề mặt của khung tròn một chu kỳ gõ

2.5.2 Cơ sở lý thuyết xây dựng đường cong mỏi cho chi tiết và bộ phận máy:

Tác giả Pisarenko và Kogaiev [59,62] đã rút ra kết luận quan trọng: Để xác định giới hạn bền mỏi với một chu kỳ N cho từng chi tiết từ vật liệu cụ thể khác nhau thì chỉ

có thể bằng thực nghiệm

Phương pháp xây dựng đường cong mỏi là thực nghiệm Các tác giả [59,61] thử nghiệm trên 12 mẫu thử bền mỏi đã xác định được giới hạn bền mỏi cho chi tiết dạng khung Kết quả thực nghiệm thu được đã xây dựng được đường cong thực nghiệm cho mô hình dạng khung cực phóng (hình 2.13)

Hình 2.13 Đồ thị mô phỏng đường cong thực nghiệm quan hệ giữa ứng suất mỏi

σmax và chu kỳ N [61,63]

Trong trường hợp chi tiết chịu các tải trọng mô tả (Hình 2.12) còn số chu kỳ làm chi tiết bị phá hủy là N Ta có hàm mỏi do lực tác dụng max phụ thuộc vào chu kỳ tác dụng có dạng tổng quát: max= f (N) (2.52)

2.5.4 Chu kỳ va đập của búa lên khung cực phóng

Hình 2.14 Sơ đồ nguyên lý hoạt động của búa gõ trong lọc bụi tĩnh điện (Hình vẽ từ khảo sát thực tiễn tại nhà máy nhiệt điện Vũng Áng) 1-Động cơ liền giảm tốc; 2-

Khớp nối; 3- Trục búa; 4- Sơ đồ bố trí búa; 5- Búa

3 Đã xây dựng được sơ đồ lực tác dụng lên đầu dầm trên của khung cực dạng chữ П (hình 2.12) gồm các thành phần lực: F - lực gõ của búa; Gxl - xung lực; P - khối lượng của khung; f - khối lượng của bụi bám trên bề mặt của khung trong một chu

kỳ gõ Đây là cơ sở để xây dựng đường cong mỏi thực nghiệm cho khung cực phóng;

4 Đã xác định phương pháp xây dựng đường cong mỏi thực nghiệm của các tác giả [61,63] làm cơ sởvà phương pháp xây dựng đường cong mỏi cho khung cực phóng

từ thép CT3 bằng thực nghiệm trên mẫu thử bền kéo và bền mỏi theo TCVN 8185:2009 “Vật liệu kim loại – thử mỏi – phương pháp đặt lực dọc trục điều khiển được”

CHƯƠNG 3: MÔ HÌNH THÍ NGHIỆM VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 3.1 Mô hình thực nghiệm [44]

a) Hình ảnh mô hình khung cực phóng:

Mô hình thí nghiệm là bộ khung cực phóng đồng bộ cả hệ thanh gai có tỷ lệ 1/1, có kích thước hình học, kết cấu, vật liệu tương tự như bộ khung cực phóng trong thực tiễn của buồng lọc công suất 1.000.000 m3 khí thải bụi /giờ (Hình 3.1a) Dầm dưới một đầu nối với đe để búa gõ và liên kết với thanh đứng của khung còn đầu kia liên kết với thanh đứng của khung Bản vẽ 2D (hình 3.1b)

b) Các thông số chính của mô hình (Hình 3.1b)

Hình 3.1 Mô hình khung phóng tại xưởng thực nghiệm của Viện Nghiên cứu Cơ khí

3.3 Mẫu thử kiểm bền mỏi khung cực phóng

3.3.1 Mẫu kiểm bền kéo và bền mỏi:

a) Mẫu bền kéo

b) Mẫu bền mỏi Hình 3.5 Bản vẽ mẫu kiểm bền kéo a) Bản vẽ 2D; b) Hình ảnh mẫu đã chế tạo

3.4 Trang thiết bị đo lường trong thí nghiệm [15,19,43]

3.4.1 Thiết bị đo gia tốc: Thiết bị đo gia tốc là thiết bị cao cấp của hãng Bruel &

3.4.2 Thiết bị đo lực búa gõ [71]

Bộ thiết bị đo lực gõ búa bao gồm:

01 máy tính MSI có cài đặt phần mềm phân tích DEWESoft của hãng Kistler phân tích dữ liệu đo; bộ thu dữ liệu DEWESoft 43A; Cảm biến áp điện Piezo Force sensor Kistler 9340A1 (vật liệu áp điện là thạch anh)

Hình 3.29 Cảm biến lực Piezo Force sensor Kistler 9340A1 sử dụng để thí nghiệm

3.5 Chu kỳ gõ và tuổi bền mỏi của khung cực phóng :

Điện cực lắng Thời gian gõ liên tục Thời gian dừng

3.6 Phương pháp nghiên cứu

Áp dụng phương pháp nghiên cứu lý thuyết kết hợp phương pháp thực nghiệm:

3.6.1 Phương pháp nghiên cứu lý thuyết: Lý thuyết bền mỏi áp dụng thử bền mỏi

phù hợp tiêu chuẩn TCVN 8185:2009 “Vật liệu kim loại – thử mỏi – phương pháp đặt lực dọc trục điều khiển được”

3.6.2 Nghiên cứu phương pháp thiết kế thực nghiệm:

Các bước thiết kế 2 bước thực nghiệm như sau:

Bước 1: Thiết kế thực nghiệm thăm dò L9 để xét và xác định các thông số ảnh hưởng đến gia tốc rũ bụi (a) và lực gõ (F) Kiểm tra ANOVA xác định tính phù hợp của các yếu tố khảo sát sàng lọc Nếu đạt yêu cầu tiến hành lập phương trình bậc 2 rút gọn có dạng:

y = a0 + a1x1 + a2x2 + a3x3 a4 x1 x2 + a5 x1x3 +a6 x2 x3 + a7 x1x2 x3 (3.1)