Luận văn thạc sĩ Kỹ thuật cơ khí: Ứng dụng Savonius Rotor trong hệ thống chuyển đổi năng lượng sóng

Ứng dụng Savonius Rotor trong hệ thống chuyển đổi năng lượng sóng 33 1.2 Mục tiêu của đề tài .... Dữ liệu sóng thu được thông qua các mô hình số cung cấp một cơ hội để ánh xạ tốt hơn đán

CƠ SỞ LÝ LUẬN

Nguyên lý làm việc của Savonius rotor

Savonius rotor là một thiết bị trục thẳng đứng đơn giản có hai cánh với hình dạng là 2 nửa hình trụ được gắn đối diện nhau như hình 2.1 Khi nước tác dụng vào kết cấu của rotor và tiếp xúc bề mặt đối diện (một lồi và phần kia lõm), hai lực khác nhau được tác dụng lên hai bề mặt đó (kéo và nâng) Nguyên lý hoạt động cơ bản dựa trên sự khác biệt của lực kéo giữa phần lồi và phần lõm của cánh quạt khi chúng quay quanh trục thẳng đứng Do đó, lực kéo là lực truyền động chính của Savonius rotor

Hình 2 1 Savonius rotor Ưu điểm:

- Có kết cấu đơn giản, dễ chế tạo, chi phí thấp

- Khả năng áp dụng rộng rãi

- Khả năng chuyển đổi công suất thấp.

Các thông số cơ bản

a Hệ số công suất (CP)

Công suất sẵn có trong nước được tính như sau:

𝜌 là khối lượng riêng của nước (kg/m 3 ),

A là tiết diện sóng (m 2 ), là vận tốc sóng (m/s)

Tiết diện sóng được tính A= chiều cao sóng (như hình 2.2) x bề rộng sóng

Hình 2 2 Các thông số hình học của sóng biển

Có thể thấy rằng vận tốc nước là biến chủ yếu ảnh hưởng đến công suất nước bởi mối quan hệ bậc ba, tiết diện dòng chảy liên quan trực tiếp kích thước của rotor Công suất sản sinh bởi trục của rotor là:

T là momen xoắn được sinh ra bởi rotor,

N là tốc độ vòng quay của rotor

Hiệu suất sử dụng của rôto Savonius thường được biểu diễn bằng hệ số công suất, bằng tỷ số giữa công suất thực sản sinh bởi trục roto và công suất nước.

(CP) Do đó, hệ số công suất của rotor là:

Hệ số công suất này không hoàn toàn giống với hiệu suất của tuabin thủy lực

Nó khác theo nghĩa là bao gồm những tổn thất trong truyền tải cơ và phát điện, trong khi hiệu là hiệu quả liên quan đến chuyển đổi năng lượng nước thành năng lượng cơ b Hệ số momen xoắn (CT)

Mô men xoắn sinh ra trên các cánh tiến và lùi của Savonius rotor tạo ra mô men xoắn trên trục tại một góc rôto cụ thể Mô men xoắn tĩnh là mô men xoắn trên trục rotor ở điều kiện tĩnh và chịu trách nhiệm chính cho khả năng khởi động của rôto

Tuy nhiên, mô men động được định nghĩa là mô men xoắn trên trục ở điều kiện quay và chịu trách nhiệm chính cho khả năng chuyển đổi công suất của nó Các hệ số mô men tĩnh và động là:

TS : là momen xoắn tĩnh được sinh ra bởi rotor

T : là momen xoắn động được sinh ra bởi rotor c Hệ số kéo (CD)

Lực kéo (Df) thường được định nghĩa là lực tác dụng song song với hướng của bằng áp suất giữa mặt trước và mặt sau của rotor Trong trường hợp Savonius rotor, lực kéo là hàm số của vận tốc tương đối của dòng chảy tại bề mặt rotor Vận tốc tương đối được định nghĩa là sự chênh lệch giữa tốc độ dòng chảy V và tốc độ vòng quay của rotor u Hệ số kéo (CD) được biểu diễn theo công thức

Công suất trục rotor là sản phẩm của mô men xoắn do lực kéo và tốc độ vòng quay tại về mặt của rotor và được cho bởi công thức

Với  là tỉ số tốc độ của rotor với tốc độ dòng chảy (TSR) d Hệ số nâng (CL)

Lực nâng (Lf) vuông góc với hướng dòng chảy, là hệ quả của sự chênh lệch áp suất giữa mặt dưới và mặt trên của cánh Hệ số nâng được tính theo công thức.

Mặc dù lực kéo là lực truyền động chính, tuy nhiên Savonius rotor không phải là một thiết bị kéo thuần túy Một vài báo cáo cho rằng ở một góc lưỡi nhỏ hơn, cánh quạt hoạt động giống như một cơ thể mảnh khảnh và một lực nâng nhỏ chống lại công suất sinh ra

2.2 Các thông số ảnh hưởng đến hiệu quả của Savonius rotor

Ảnh hưởng của tỉ lệ khung hình (AR -Aspect ratio)

Tỉ lệ khung hình AR được định nghĩa là tỉ số giữa chiều cao H và đường kính cánh quạt D,

Zhao và cộng sự [11] đã thực hiện phân tích số trên Savonius rotor xoắn ốc để cải thiện hiệu suất của nó Nghiên cứu cho thấy rằng rotor xoắn ốc với tỷ lệ khung hình cao hơn 6.0 cho thấy hiệu suất cao hơn so với rôto với tỷ lệ khung hình là 1.0, 3.0, 5.0 và 7.0 như được hiển thị trong hình 2.3

Hình 2 3 Ảnh hưởng của tỉ lệ khung hình đối với hệ số công suất của

Savonius gió [11] Để cải thiện hiệu suất, Kamoji và các cộng sự [12] nghiên cứu ảnh hưởng của tỷ lệ khung hình trên Savonius rotor Một tập hợp các thí nghiệm đã được thực hiện với một tỷ lệ khác nhau từ 0.6 đến 1.0 tại số Reynolds tương ứng là 120.000 và 150.000 Kết quả thí nghiệm cho thấy rằng rotor có tỷ lệ khung hình là 0.7 thể hiện kết quả tốt hơn về mặt hiệu suất của năng lượng và hệ số mô men xoắn tại số Reynolds là 150.000 Nhóm tác giả cũng nghiên cứu tuabin Savonius xoắn ốc để nghiên cứu ảnh hưởng của tỷ lệ AR khác nhau, từ 0.88 đến 1.17 tại số Reynolds 120.000

Mahmoud và cộng sự [13] đã nghiên cứu các hình học khác nhau của tuabin gió Savonius để xác định các thông số vận hành hiệu quả nhất Kết quả cho thấy hiệu suất đã được cải thiện với tỷ lệ chồng chéo là 0

Có thể thấy rằng các tuabin có tỷ lệ khung hình cao hơn cho thấy hiệu suất tốt

AR thấp do các nguyên nhân về cấu trúc Nó cũng đã được quan sát thấy rằng hiệu suất của tuabin có tỷ lệ AR thấp có thể được cải thiện bằng cách sử dụng tấm cuối có tác dụng tương tự như được sản xuất bởi tỷ lệ AR cao hơn.

Ảnh hưởng của tấm chắn 2 bên

Một số nhà nghiên cứu đã nghiên cứu Savonius rotor kết hợp các tấm chắn và kết luận rằng hiệu suất của tuabin đã được cải thiện rõ ràng bằng cách sử dụng tấm chắn 2 bên Các tấm chắn giúp ngăn chặn sự thất thoát động năng từ mặt lõm của cánh sang bên ngoài, giữ chênh lệch áp suất giữa mặt lõm và lồi của cánh ở mức thỏa đáng [14]

Sivasegaram [15] đã tiến hành một cuộc điều tra thử nghiệm để nghiên cứu ảnh hưởng của kích thước tấm chắn và tìm ra đường kính tấm tối ưu là 1.1 lần đường kính rotor Để nghiên cứu ảnh hưởng của tấm chắn, Mahmoud và các cộng sự [13] thử nghiệm Savonius rotor hai cánh và không có tấm kết thúc như hình 2.4 Nghiên cứu kết luận rằng vì các tấm chắn, lượng không khí tác động lên các cánh quạt của Savonius rotor tăng dẫn đến kết quả tốt hơn về công suất cơ học Để nghiên cứu ảnh hưởng của các tấm chắn với các hình dạng và kích cỡ khác nhau, Jeon và các cộng sự [16] nghiên cứu hiệu suất của Savonius xoắn ốc (góc xoắn

180 °) Bốn hình dạng khác nhau của tấm chắn với bốn biên dạng hình học như trong hình 2.4 đã được xem xét trong nghiên cứu này Nghiên cứu kết luận rằng tấm kết chắn lớn nhất là lựa chọn tốt nhất để tối đa hóa các hệ số công suất và mô-men xoắn cho các Savonius rotor Việc sử dụng cả hai tấm chắn trên và dưới làm tăng đáng kể công suất lên tới 36% so với khi không có tấm chắn.

Ảnh hưởng của số lượng cánh Rotor

Số lượng cánh đóng một vai trò quan trọng trong hoạt động của Savonius rotor tùy thuộc vào điều kiện vận hành [17] Để nghiên cứu ảnh hưởng của số cánh, Zhao và cộng sự [11] đã nghiên cứu hiệu suất của tuabin Savonius xoắn bằng phần mềm mô phỏng CFD Tỷ lệ AR và góc xoắn được lấy lần lượt là 2.0, 180 ° Nghiên cứu cho thấy rằng với sự gia tăng số lượng cánh, hiệu suất rotor giảm do lực tác động lên cánh sau tăng lên vượt trội so với lực tác động lên cánh tiến như hình 2.6 Nghiên cứu này đã giúp cải thiện hiệu suất của Savonius hai cánh Kết quả cũng đã cho thấy rằng sự tự khởi động của Savonius hai cánh cao hơn Savonius ba cánh

Hình 2.5 Trường lưu chất của 2 và 3 cánh [11]

Sheldahl và cộng sự [18] đã thử nghiệm hệ thống hai và ba cánh của Savonius rotor với tỷ lệ khung hình là 1.0 và tỷ lệ overlap 0.15 Kết quả ở hình 2.7 cho thấy rằng rotor Savonius có hai cánh cho hiệu suất khí động học tốt hơn so với một cánh quạt ba cánh Các tác giả tìm thấy CP tối đa là 0.24 cho hai cánh quạt ở số Reynolds là 864.105

Hình 2.6 Hệ số công suất đối với 2 và 3 cánh [18]

Ảnh hưởng của biên dạng cánh

Rôto Savonius thông thường có khuyết điểm là hệ số công suất thấp Do đó, một số nghiên cứu đã được thực hiện nhằm nâng cao hiệu suất của rôto Savonius và khắc phục vấn đề mô men xoắn tĩnh lớn Có nhiều hình dạng cánh đặc biệt có thể tăng hiệu suất của rôto Savonius Các tài liệu hiện có báo cáo rằng cánh quạt xoắn cánh cho thấy hiệu suất tốt hơn, khả năng khởi động và chạy trơn tru hơn so với rôto có lưỡi bán nguyệt.

Một cánh quạt có lưỡi cắt xoắn tạo ra nhiều mô men hơn một rotor với các rotor có biên dạng cánh bán nguyệt do cánh tay đòn dài hơn Trong trường hợp cánh bán nguyệt, lực cực đại tác động trung tâm (trung tâm cong) và theo chiều dọc; trong khi đó, đối với cánh xoắn, lực tối đa di chuyển về phía đầu cánh bởi vì xoắn trong cánh

Do những thay đổi này, một cánh xoắn cho hiệu suất năng lượng cao hơn Để giảm mô men dao động, rôto có biên dạng cánh xoắn ốc được sử dụng rộng rãi mà không làm mất hiệu suất đáng kể Cánh Savonius xoắn ốc có thể được hiểu là rôto với nhiều tầng, với chiều cao của mỗi tầng không đáng kể và giảm dần theo các góc tiến về 0° Ảnh hưởng của rotor xoắn ốc đến hiệu suất của rôto được phát hiện giống như được tạo ra bằng cách thêm nhiều giai đoạn vào rôto [14]

Roy và Saha [20] đã nghiên cứu nhiều hình học cánh quạt Savonius hai cánh khác nhau và phát triển một loại cánh mới, như được biểu diễn trong hình 2.8 Trong nghiên cứu này, hiệu suất đạt được là 3.3%, 6.9%, 19.2% và 34.8% cho công nghệ lưỡi mới đã được báo cáo lần lượt là Bach, Benesh, semi-elliptical và SSWT thông thường

Hình 2 7 Các biên dạng cánh khác nhau được nghiên cứu bởi Roy và

Wahyudi và cộng sự [21] đã giới thiệu một thiết kế mới của cánh Savonius Tandem bằng cách mở rộng khu vực quét có thể tăng sản lượng lực kéo trên cánh Ba loại Tandem Blade Savonius (TBS) như cánh tràn, đối xứng và tích hợp với vận tốc nước 1 m / s, như được thể hiện Nó đã được quan sát thấy rằng các lưỡi tiến bộ đang bắt đầu tăng trưởng để sản xuất lực kéo tối ưu tại vị trí của rotor góc 90 ° trong loại TBS tích hợp Hiệu suất cao nhất của TBS hội tụ đạt được khi góc rotor đạt 150 ° Kết quả cho thấy TBS loại tích hợp cung cấp áp lực cao hơn và có hiệu suất tốt nhất Hơn nữa, nghiên cứu thực hiện mô phỏng và tối ưu hóa bằng phần mềm CFD bằng cách sử dụng phương pháp đáp ứng bề mặt (RSM) để xác định bán kính song song và lưỡi cắt để tạo ra áp suất giảm tối đa

Hình 2 8 Ba thiết kế cánh Savonius Tandem (TBS) [21]

Ảnh hưởng của góc cánh rotor

Theo M A Zullah và các đồng nghiệp [27], các nghiên cứu mô phỏng CFP cho thấy tiềm năng của các Savonius rotor tiềm năng với góc cánh 40 ° về sự trơn tru trong quá trình vận hành, hiệu quả cao hơn và khả năng tự khởi động như so với

Savonius rotor có góc cánh 60 ° a b

Ảnh hưởng của góc xoắn

Theo M A Zullah và các đồng nghiệp, các nghiên cứu mô phỏng CFP cho thấy tiềm năng của các Savonius rotor sử dụng góc xoắn ( hình 2.11 ) thì hoạt động hiệu quả hơn và khả năng tự khởi động cao hơn, năng suất hơn so với savonius thông thường ( xem thông số bảng 2.1 ) a b c

Hình 2 10 Góc xoắn của cánh là a( 0 0 ), b (15 0 ), c (30 0 ) Bảng 2 1 Bảng phân tích sự ảnh hưởng của góc xoắn đến hiệu suất

Góc xoắn của cánh (độ) 0 15 30

Tốc độ quay tubin (RPM) 20 20 20

Năng lượng momen xoắn trung bình (kW) 5.72 5.88 6.12

Ảnh hưởng của số Reynolds

Số Reynolds là thông số quan trọng nhất để xác định các đặc điểm của xung quanh Savonius rotor Hiệu quả của số Reynolds về hiệu suất của rôto Savonius trong các nghiên cứu khác nhau được đưa ra nghiên cứu [22]

Kamoji và các cộng sự [22] đã nghiên cứu sự xuất hiện của số Reynolds đối với rôto Savonius được cải tiến (không có trục) cho tỷ lệ overlap là 0, tỉ lệ co là 0,7, Nghiên cứu chỉ ra rằng với sự gia tăng số Reynolds, hiệu suất chuyển đổi năng lượng

CP tăng lên, cụ thể, năng lượng thu được tăng lên 19% khi số Reynolds tăng từ 80.000 đến 150.000 Kết quả cũng chỉ ra rằng mô-men xoắn tĩnh với góc rotor gần như độc lập với số Reynolds trong khoảng từ 80.000 đến 150.000.

Ảnh hưởng của tỉ số tốc độ (TSR)

TSR luôn là vấn đề mà các nhà nghiên cứu quan tâm kể từ khi bắt đầu nghiên cứu về Savonius rotor Cấu trúc của rotor, ví dụ như số lượng cánh và đường kính rotor là các yếu tố chính ảnh hưởng đến TSR Nếu rotor quay quá chậm, cánh sẽ không có khả năng thu được hầu hết lượng nước và lượng nước đi qua rôto sẽ ít hơn Tuy nhiên, nếu rôto quay quá nhanh, thì cánh sẽ luôn luôn quay trong dòng chảy rối Sheldahl và cộng sự [18] đã báo cáo rằng điện năng đồng nhất cho hai cánh và ba cánh được tìm thấy là tối ưu ở tương ứng TSR 0,9 và 0,7 Hình 2.11 minh họa hiệu quả của TSR trên công suất của hai cánh quạt hai và ba cánh Zhao và cộng sự [11], Kamoji và cộng sự [22] đã quan sát thấy rằng đối với rôto Savonius, các hệ số công suất cao nhất thu được ở TSR 0,81 và 0,55 tương ứng đối với rotor hai và ba cánh [22].

Chuyển đổi năng lượng sóng

Năng lượng sóng được mô tả như một quá trình, nó được sử dụng để phát ra năng lượng cơ hoặc điện Tuabin sẽ chuyển đổi từ động lực của gió thành năng lượng cơ Năng lượng cơ này có thể sử dụng cho những công việc cụ thể như là cho một máy phát có thể chuyển đổi từ năng lượng cơ thành năng lượng điện

- Tuabin - cánh xoay : Một hệ thống cánh quạt, hứng lấy năng lượng chuyển động của sóng biển và biến thành chuyển động quay ở trục của cánh xoay này Hệ thống còn có má phanh (hãm) để giới hạn tốc độ phòng ngừa hư hỏng cơ khí và bộ hạn dòng nạp của máy phát

- Máy phát điện : Năng lượng sóng biển từ tuabin truyền vào một máy phát điện qua bộ chuyển tốc, làm máy phát quay > phát điện Điện tạo ra theo dây dẫn truyền xuống bộ trữ năng

- Bộ trữ năng : Gồm bộ nạp hạn dòng và hệ thống trữ năng

+ Bộ hạn dòng (regulator) : Là hệ thống điện tử hay điện cơ, có tác dụng điều khiển dòng nạp vào hệ thống accu, tránh làm hư hỏng máy phát và Accu, và cũng là cơ chế ổn định khi mà năng lượng gió luôn luôn thiếu sự bình ổn trong thời gian dài + Bộ trữ năng (battery) : Là một tổ hợp ắc quy lớn nhỏ tuỳ theo mục đích chế tạo, năng lượng dự phòng và công năng của hệ thống máy phát điện chạy năng lượng sóng

+ Bộ trữ năng ắc quy có độ bền thấp, giá đắt và là một tác nhân gây ô nhiễm môi trường

- Bộ chuyển năng ( DC – AC converter): Là một mạch điện tử công suất lớn, chuyển đổi từ dòng điện một chiều (DC) của bộ Accu thành điện xoay chiều công nghiệp (Sinnoptic AC / 50 – 60 Hz) Đi kèm trong bộ chuyển năng còn có bộ tự động đóng ngắt nạp khi bình đầy, đóng diện từ converter vào mạng điện trong nhà – cắt điện lưới khi mất điện … Bộ này khá phức tạp, giá thành rất cao với những linh kiện chuyên dùng khó kiếm, lại rất dễ hư hỏng khi mất tải đột ngột hay khi ngắn mạch (chập, chạm tải).

PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

Chọn thông số thí nghiệm

3.1.1 Thiết kế thông số của cánh savonius rotor

Qua nghiên cứu các yếu tố hình học của cánh savonius của các nghiên cứu trước đã trình bày ở phần trước, tác giả đưa ra biên dạng hình học như hình 3.1 và chọn thông số hình học như hình 3.2, để tiến hình thực nghiệm:

D: đường kính Savonius rotor ( 500 mm);

H: chiều dài Savonius rotor (450 mm); t: Chiều dày (2,5 mm)

Hình 3 1 Savonius Rotor được thiết kế

Hình 3 2 Thông số hình học của Savonius Cánh Savonius được chế tạo bằng phương pháp tạo mẫu nhanh 3D, vật liệu là nhựa ABS (hình 3.3)

Hình 3 3 Savonius thực tế 3.1.2 Thiết kế sơ đồ bố trí tấm định dòng

Như trình bày ở phần trước, các nhân tố ảnh hưởng của tấm dịnh dòng trong hệ thống PTO đến hệ số công suất bao gồm: Góc β hợp bởi tấm định dòng và trục quay của Savonius rotor, khoảng cách nằm ngang h giữa tấm định dòng với trục quay của Savonius rotor, khoảng cách dọc của tấm định dòng v (hình 3.4)

Hình 3 4 Các nhân tố ảnh hưởng của tấm dịnh dòng

Mô hình thí nghiệm

3.2.1 Thiết bị dùng để thí nghiệm

Các thí nghiệm đã được thực hiện trên kênh nhân tạo tại bộ môn Cơ Lưu Chất và bộ PTO dùng Savonuis rotor (tại trường Đại học Bách Khoa)

Với cấu tạo kênh nhân tạo như hình 3.5, kênh bê tông rộng 0,75 mét, cao 1,3 mét và dài 11 mét Độ sâu của nước được duy trì ở mức 0,8-0,9 mét a b Hình 3 5 (a) Sơ đồ khối kênh sóng, (b) Kênh sóng thực tế

Một mặt của kênh được lắp các tấm mica trong suốt dày 1 cm để quan sát dạng sóng nước, các tấm mica được hỗ trợ bởi các khung kết cấu thép, mặt còn lại là tường bê tông như hình 3.6

Hình 3 6 Kênh tạo sóng nhân tạo

Thiết bị tạo sóng dạng nêm nghiêng 35 0 như hình 3.5 được đặt ở một đầu của kênh và được làm bằng các tấm Inox dày 1 mm Thiết bị tạo sóng bằng cách di chuyển theo chiều dọc kênh sóng như hình 3.8

Hình 3 7 Thiết bị tạo sóng dạng nêm

Hình 3 8 Nguyên lý tạo sóng Cuối kênh nhân tạo được lắp thiết bị hấp thụ sóng như hình 3.9, tránh tình trạng tạo sóng phản xạ, gây khó khăn trong việc nghiên cứu

Hình 3 9 Thiết bị hấp thụ sóng

Khi thí nghiệm, để xác định hiệu điện thế U và cường độ dòng điện I, thiết bị đồng hồ đo vạn năng Excel DT-9205A được sử dụng (như hình 3.10)

Hình 3 10 Đồng hồ đo vạn năng Excel DT-9205A 3.2.2 Hệ thống PTO

Hệ thống PTO là hệ thống cơ học chuyển đổi năng lượng sóng thành năng lượng điện, với thiết kế 3D như hình 3.11 và được chế tạo thực tế như hình 3.12:

Hình 3 11 Bộ PTO thiết kế

1: Savonius Rotor, 2:bộ truyền xích, 3: cơ cấu hổ trợ, 4: động cơ phát điện 5: trục trung gian, 6: đai truyền động, 7: trục chuyển động lên xuống, 8: tấm định dòng

Thay đổi khoảng cách ngang, dọc và góc nghiên tấm định dòng so với trục của Savonius Rotor (như hình 3.13, 3.14) để xác định vị trí tối ưu của tấm định dòng, làm tăng hiệu suất năng lượng của bộ PTO

Hình 3 13 Cơ cấu 3D thay đổi Góc nghiêng tấm, khoảng cách ngang, khoảng cách dọc

Hình 3 14 Cơ cấu thực tế thay đổi Góc nghiêng tấm, khoảng cách ngang, khoảng cách dọc

Các thông số thực nghiệm được chọn sau khi thực nghiệm thực tế, dùng quy hoạch thăm dò để xác định, bảng 3.1 thể hiện các thông số với các mức thấp, cơ sở và mức cao trong quy hoạch thực nghiệm

Các thông số thực nghiệm là khoảng cách tấm định dòng X1, chiều dài tấm định dòng

X2 và góc tấm định dòng so với Savonius rotor

Phương pháp phân tích kết quả

Về cơ bản, các phương pháp thiết kế thực nghiệm đã được phát triển ban đầu bởi Fisher Tuy nhiên, phương pháp thiết kế thử nghiệm cổ điển quá phức tạp và không dễ sử dụng Hơn nữa, một số lượng lớn các thí nghiệm phải được thực hiện khi số lượng các thông số quá trình tăng lên Để giải quyết vấn đề này, phương pháp Box-Behnken sử dụng với thiết kế đặc biệt của mảng trực giao để nghiên cứu toàn bộ tham số chỉ với một số ít thí nghiệm

Qui hoạch Box-Behnken là qui hoạch thực nghiệm bậc 2 độc lập không chứa các qui hoạch TNT hoặc TNR Các điểm thực nghiệm là các điểm giữa các cạnh của không gian qui hoạch và tại điểm tâm

Hình 3 15 Qui hoạch thực nghiệm Box-Behnken ba nhân tố

Qui hoạch Box-Behnken có tính chất đối xứng nhưng không trực giao Do đó khi loại bỏ các hệ số của phương trình hồi qui không ý nghĩa thì ta phải tính lại các hệ số còn lại

Dựa trên các phân tích đã nêu và tham khảo các công trình nghiên cứu, tác giả lựa chọn 3 thông số sau để thể hiện vị trí và kích thước của tấm định dòng trong hệ thống:- Khoảng cách từ tấm định dòng đến các điện cực (d).- Chiều dài của tấm định dòng (l).- Chiều rộng của tấm định dòng (b).

Bảng 3.1 Ba thông số thể hiện vị trí và kích thước của tấm định dòng

Nhân tố Mức nhân tố

Tự nhiên Mã sở hóa

Sử dụng phương pháp qui hoạch thực nghiệm Box- Behnken để nghiên cứu ảnh hưởng của các nhân tố đến hàm mục tiêu là hệ số công suất (cP), các số liệu được mã hóa như bảng 3.2

Bảng 3 2 Bảng mã hóa số liệu

 Xây dựng phương trình hồi quy thể hiện ảnh hưởng của các nhân tố nghiên cứu đến hệ số chuyển đổi công suất cp

Bước 1: Xác định hệ số các phương trình hồi quy

Bước 2: Kiểm tra tính thích hợp của các hệ số

Bước 3: Kiểm tra tính thích hợp của phương trình hồi quy.