(Đồ án tốt nghiệp) nghiên cứu, thiết kế và chế tạo thử nghiệm tuabin gió công suất nhỏ kiểu quiet revolution GB

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP.HCM KHOA CƠ KHÍ CHẾ TẠO MÁY ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NGÀNH CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY NGHIÊN CỨU, THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO THỬ NGHIỆM TUABIN GIĨ CƠNG SUẤT NHỎ KIỂU QUIET-REVOLUTION/GB GVHD: PGS.TS ĐẶNG THIỆN NGÔN KS PHÙNG DANH SA SVTH: NGUYỄN VĂN VŨ MSSV: 13143410 SKL005003 Tp Hồ Chí Minh, tháng 07/2016 TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP HỒ CHÍ MINH KHOA CƠ KHÍ CHẾ TẠO MÁY BỘ MƠN CƠNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NGHIÊN CỨU, THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO THỬ NGHIỆM TUABIN GIĨ CƠNG SUẤT NHỎ KIỂU QUIET-REVOLUTION/GB GVHD: PGS.TS ĐẶNG THIỆN NGÔN KS PHÙNG DANH SA SVTH : NGUYỄN VĂN VŨ MSSV : 13143410 Khóa : 2013 Tp Hồ Chí Minh, tháng năm 2016 TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP HỒ CHÍ MINH KHOA CƠ KHÍ CHẾ TẠO MÁY BỘ MƠN CƠNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NGHIÊN CỨU, THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO THỬ NGHIỆM TUABIN GIĨ CƠNG SUẤT NHỎ KIỂU QUIET-REVOLUTION/GB GVHD : PGS.TS ĐẶNG THIỆN NGÔN KS PHÙNG DANH SA SVTH : NGUYỄN VĂN VŨ MSSV : 13143410 Khóa : 2013 Tp Hồ Chí Minh, tháng năm 2017 TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP HCM CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM KHOA CƠ KHÍ CHẾ TẠO MÁY Độc lập - Tự – Hạnh phúc Bộ môn Công nghệ chế tạo máy PHIẾU NHẬN XÉT ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP (Dành cho giảng viên hướng dẫn) Họ tên sinh viên: Nguyễn Văn Vũ MSSV: 13143410 Hội đồng: CKM – 05 Tên đề tài: Nghiên cứu, thiết kế chế tạo thử nghiệm tuabin gió cơng suất nhỏ kiểu Quiet-Revolution/GB Ngành đào tạo: Công nghệ chế tạo máy Họ tên GV hướng dẫn: PGS.TS Đặng Thiện Ngôn Ý KIẾN NHẬN XÉT Nhận xét tinh thần, thái độ làm việc sinh viên (không đánh máy) Nhận xét kết thực ĐATN (không đánh máy) 2.1 Kết cấu, cách thức trình bày ĐATN: 2.2 Nội dung đồ án: (Cơ sở lý luận, tính thực tiễn khả ứng dụng đồ án, hướng nghiên cứu tiếp tục phát triển) 2.3 Kết đạt được: 2.4 Những tồn (nếu có): Đánh giá: TT Mục đánh giá Hình thức kết cấu ĐATN Đúng format với đầy đủ hình thức nội dung củ mục Mục tiêu, nhiệm vụ, tổng quan đề tài Tính cấp thiết đề tài Nội dung ĐATN Khả ứng dụng kiến thức toán học, khoa học kỹ thuật, khoa học xã hội… Khả thực hiện/phân tích/tổng hợp/đánh giá Khả thiết kế chế tạo hệ thống, thành phần quy trình đáp ứng yêu cầu đưa với ràng buộc thực tế Khả cải tiến phát triển Khả sử dụng công cụ kỹ thuật, phần mềm chuyên ngành… Đánh giá khả ứng dụng đề tài Sản phẩm cụ thể ĐATN Tổng điểm Kết luận:   Được phép bảo vệ Không phép bảo vệ TP.HCM, ngày tháng năm 2017 Giảng viên hướng dẫn ((Ký, ghi rõ họ tên) TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP HCM CỘNG HỒ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM KHOA CƠ KHÍ CHẾ TẠO MÁY Bộ môn Công nghệ chế tạo máy PHIẾU NHẬN XÉT ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP (Dành cho giảng viên phản biện) Họ tên sinh viên: Nguyễn Văn Vũ MSSV: 13143410 Hội đồng: CKM – 05 Tên đề tài: Nghiên cứu, thiết kế chế tạo thử nghiệm tuabin gió cơng suất nhỏ kiểu Quiet-Revolution/GB Ngành đào tạo: Công nghệ chế tạo máy Họ tên GV phản biện: PGS.TS Trần Ngọc Đảm Ý KIẾN NHẬN XÉT Kết cấu, cách thức trình bày ĐATN: Nội dung đồ án: (Cơ sở lý luận, tính thực tiễn khả ứng dụng đồ án, hướng nghiên cứu tiếp tục phát triển) Kết đạt được: Những thiếu sót tồn ĐATN: Câu hỏi: Đánh giá: TT Mục đánh giá Hình thức kết cấu ĐATN Đúng format với đầy đủ hình thức nội dung mục Mục tiêu, nhiệm vụ, tổng quan đề tài Tính cấp thiết đề tài Nội dung ĐATN Khả ứng dụng kiến thức toán học, khoa học kỹ thuật, khoa học xã hội… Khả thực hiện/phân tích/tổng hợp/đánh giá Khả thiết kế, chế tạo hệ thống, thành phần, hoặ quy trình đáp ứng yêu cầu đưa với ràng buộc Khả cải tiến phát triển Khả sử dụng công cụ kỹ thuật, phần mềm chuyên ngành… Đánh giá khả ứng dụng đề tài Sản phẩm cụ thể ĐATN Tổng điểm Kết luận:  Được phép bảo vệ  Không phép bảo vệ TP.HCM, ngày tháng năm 2017 Giảng viên phản biện ((Ký, ghi rõ họ tên) LỜI CẢM ƠN Trong thời gian học tập nghiên cứu Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Thành phố Hồ Chí Minh, em đúc kết nhiều kiến thức bổ ích cho chun mơn Q trình làm đồ án tốt nghiệp, em vận dụng kiến thức học để giải vấn đề thực tế Với đồ án “Nghiên cứu thiết kế chế tạo thử nghiệm tuabin gió cơng suất nhỏ kiểu Quiet-Revolution/GB”, tính đề tài nên em gặp khơng khó khăn q trình thực Tuy nhiên, hướng dẫn tận tình giáo viên hướng dẫn PGS.TS Đặng Thiện Ngôn, hỗ trợ, giúp đỡ kỹ sư Phùng Danh Sa trường cao đẳng nghề An Giang, anh phịng nghiên cứu Thầy Đặng Thiện Ngơn, gia đình bạn bè giúp cho em hoàn thành đề tài Cho đến thời điểm này, với đề tài mà em thực đạt yêu cầu đặt ra, em đưa tảng ban đầu để việc nghiên cứu tiếp tục phát triển Em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến: - Ban Giám hiệu Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật Thành phố Hồ Chí Minh - Thầy PGS.TS Đặng Thiện Ngơn – Phịng Nghiên cứu Cơng nghệ kỹ thuật khí – Khoa Cơ khí Chế tạo máy - Anh Phùng Danh Sa kỹ sư khoa khí chế tạo máy trường cao đẳng nghề An Giang - Gia đình, bạn bè người thân Một lần nữa, em xin chân thành cảm ơn giúp đỡ, hỗ trợ tận tình q thầy cơ, bạn bè gia đình tạo điều kiện thuận lợi giúp em hồn thành đề tài Xin trân trọng cảm ơn! TP Hồ Chí Minh, ngày 15 tháng 07 năm 2017 Hình 5.12 Ống đỡ chặn Trục tuabin chế tạo nhôm đặc ∅40 đucợ tiện bậc với kích thước sau: Hình 5.13 Trục tuabin Trục lắp giá chân đỡ tuốc bin bulong Bề mặt trục tiện tinh để lắp với hai ổ bi nhằm đảm bảo cho cánh tuốc bin quay trơn 5.2.3 Thiết kế phần 3- đế đỡ tuabin 70 - Phần phận đế tuabin hình 4.24: Ống đỡ chặn Mặt bích che Trụ đỡ Dy-na-mơ Hình 5.14 Bộ phận đế tuabin Dy-na-mô chọn phù hợp với ccoong suất tạo từ 70W- 24V 71 Hình 5.15 Dy-na-mơ (động cơ) Khớp nối đàn hồi 24 có tác dụng nối trục động với trục tuabin Được siết lục giác Hình 5.16 Khớp nối đàn hồi Ống đỡ mặt bích hinh: 72 Hình 5.17 Ống đỡ chặn Để tăng độ cững vững khả quay tốc độ cao tuabin nên thiết kế thêm phần trụ đỡ cho trục chứa ổ bi Được chế tạo đơn giản hình 4.28 đây: Hình 5.18 Ống đỡ lắp ổ lăn Ổ bi lựa chọn sử dụng loại ổ bi 6207 6206 Ổ bi ghép với ống trụ theo phương pháp lắp chặt để đảm bảo độ bền tính kết cấu chi tiết Đế tuabin chế tạo từ nhôm dày 10mm ghép với lục giác Các mặt bích ghép với lục giác bulong, đế phải đảm bảo cứng vững hệ thống hoạt động ổn định, không rung động 73 Hình 5.19 Mặt bích che Mặt bích che có đường kính 240 có tác dụng liên kết lục giác Hình 5.20 Mặt bích che Mặt bích che có đường kính ϕ274 có tác dụng đỡ tồn tuabin gió liên kết với trụ tuabin gió 74 Hình 5.21 Mặt bích che Để đảm bảo tính cứng vững khung cánh làm vật liệu thép ống inox Ø22 dày 0,8mm Đầu hàn với inox hộp vuông 32 để lắp với cánh tuabin, khung cánh xoay cánh, để giảm thiểu khối lượng tổng thể cánh, chịu trọng lượng cánh tuabin Kích thước hình 3.13 Trên khung có gắn trịn phi Ø30 để lắp cánh tuabin với trục Khung gắn với mặt bích Hình 5.22 Thanh nối cánh 75 Hình 5.23 Thanh lục giác 5.3 Tổng thể tuabin gió cơng suất nhỏ kiểu Quiet-Revolution/GB (Gorlov) Dựa vào nghiên cứu sở lý thuyết, nguyên lý hoạt động, cấu phù hợp tính tốn cần thiết cho hệ thống khí tuabin, em thiết kế mơ hình tuabin gió cơng suất nhỏ kiểu Quiet-Revolution/GB (Gorlov) hình 5.46, mơ hình cho ta thấy tồn hệ thống tuabin gió 76 Hình 5.24: Mơ hình tuabin gió cơng suất nhỏ kiểu Quiet-Revolution/GB 77 Bảng 5.3: Thông số kỹ thuật tuabin gió cơng suất nhỏ kiểu Quiet-Revolution Cơng suất Kích thước Tốc độ gió bắt đầu hoạt đầu Vật liệu chế tạo cánh Vật liệu chế tạo khung tuabin 78 KẾT LUẬN – KIẾN NGHỊ Kết luận: Sau thời gian nghiên cứu tài liệu tìm hiểu thực tế em hồn thành nội dung cơng việc cụ thể luận văn sau: - Tìm hiều, khảo sát tuabin gió trục đứng cơng suất nhỏ có thị trường - Nghiên cứu, xác định, đề xuất thơng số thiết kế cụ thể cho tuabin gió trục đứng loại Quiet-Revolution/GB (công suất < 100W) - Nghiên cứu, đề xuất tuabin gió kiểu Quiet-Revolution/GB - Tính tốn, thiết kế cụm tuabin phát điện gió kiểu QuietRevolution/GB - Đề xuất công nghệ chế tạo chi tiết tuabin phát điện gió kiểu Quiet-Revolution/GB - Chế tạo thử nghiệm tuabin gió cơng suất nhỏ kiểu Quiet-Revolution/GB - Tập vẽ chi tiết, vẽ lắp - Tập thuyết minh, poster Kiến nghị Việc phát triển nguồn lượng gió nước ta vấn đề tương đối mẻ, việc nghiên cứu cịn nhiều hạn chế Để biến đổi lượng gió thành điện đạt hiệu cao việc chế tạo tuabin gió hợp lý quan trọng Trong luận văn thiết kế tuabin gió trục đứng kiểu Quiet-Reluvation/GB nhằm nâng cao hiệu suất chuyển đổi lượng gió ổn định tốc độ quay tuabin theo yêu cầu khả nghiên cứu thời gian hạn chế nên đề tài chưa tính tốn cụ thể lực mơ men tác dụng lên cánh để tuabin khởi động.Chưa tính tốn với giá trị góc nâng cánh tuốc bin cho cơng suất lớn Tính tốn lực tác dụng lên cánh nhỏ để nâng tốt có gió tác dụng ngược chiều 79 TÀI LIỆU THAM KHẢO TIẾNG VIỆT Nguyễn Tấn Anh Dũng, Nghiên cứu lựa chọn công nghệ thiết bị để sử dụng lượng gió sản suất, sinh hoạt nông nghiệp bảo vệ môi trường Báo cáo tổng kết chun đề 16/5/2006 Chu Đức Quyết, “Tính tốn thiết kế mơ hình hệ thống cánh Turbine gió kiểu trục đứng máy phát điện công suất 10KW”, luận văn thạc sỹ, Trường Đại học KTCN – Đại học Thái Nguyên,(2009) Nguyễn Phùng Quang, Nghiên cứu thiết kế chế tạo phát điện sức gió có công suất 10 – 30 KW phù hợp với điều kiện Việt Nam Báo cáo tổng kết đề tài khoa học cấp nhà nước, 24/12/2007 Tôn Ngọc Triều, Nâng cao hiệu suất máy phát điện gió cơng suất nhỏ, LVTN Thạc sĩ, Đại học SPKT TP.HCM, 9/2009 NƯỚC NGOÀI Armstrong S., Fiedler A and Tullis S., Flow separation on a high Reynolds number, high solidity vertical axis wind turbine with straight and canted blades and canted blades with fences, Renewable Energy v41, 13-22 (2012) Andrew Tendai Zhuga, Benson Munyaradzi and Clement Shonhiwa, Design of Alternative Energy Systems: A Self-Starting Vertical Axis Wind Turbine for StandAlone Applications (charging batteries), Chinhoyi University of Technology, ZIMBABWE, 2006 Barlas T K.; van Kuik, G.A.M; Review of state of the art in smart rotor control research for wind turbines Prog Aerosp Sci 2010, 46, 1–27 Djamila Rekioua, Wind Power Electric Systems: Modeling, Simulation and Control, Springer-Verlag London, 2014 Désiré Le Gouriérès (1982), Wind Power Plants: Theory and Design, Pergamon Press, 1982 10 Dorn, J.G Earth Policy Institute (2008), Wind Indicator Data, http://www.earthpolicy.org/Indicators/Wind.htm March 4, 2008 11 David Wood, Small Wind Turbine: Analysis, Design and Application, SpringerVerlag London Limited, 2011 12 Erich Hau, Wind Turbines, Fundamentals, Technologies, Application, rd Economics, Edition, Springer-Verlag Berlin Heidelberg, 2013 13 Fernando D.Bianchi, Herman De Battista and Ricardo J Mantz Wind Turbine 80 Control Systems Department of Electrical Engineer National University of La Plata Argentina ,2006 14 Gerhard Schweitzer, Eric H Maslen (Editors), Magnetic Bearings - Theory, Design, and Application to Rotating Machinery, Springer-Verlag Berlin Heidelberg, 2009 15 James F Manwell, Jon G McGowan, Anthony L Rogers, Wind Energy Explained: Theory, Design and Application, 1st Edition, Wiley, 2009 16 Kirke B., Evaluation Of Self-Starting Vertical Axis Wind Turbines For StandAlone Applications, PhD Thesis, Griffith University, 1998 17 Mazharul Islam, David S.-K Ting, Amir Fartaj, Aerodynamic models for Darrieus-type straight-bladed vertical axis wind turbines, Renewable and Sustainable Energy Reviews 12(4):1087-1109, 2008 18 Pope1 K., Naterer G F., Dincer I and Tsang E., Power correlation for vertical axis wind turbines with varying geometries, International Journal of Energy Research, Volume 35, Issue 5, pages 423–435 (2011) 19 Peter J Schubel, and Richard J Crossley, Wind Turbine Blade Design, Energies 2012, 5, 3425-3449; doi:10.3390/en5093425 20 Paraschivoiu, Wind Turbine Design: With Emphasis on Darrieus Concept, 1st Edition, Polytechnic International Press, Canada, 2002 21 Robert Gasch, Jochen Twele, Wind Power Plants: Fundamentals, Design, Construction and Operation, 2nd Edition, Springer-Verlag Berlin Heidelberg, 2012 22 TrueWind Solution, LLC, Albany:New York, Wind Energy Resource Atlas of Southest Asia ,pp.13-18, 9/2001 23 Tushar K Ghosh , Mark A Prelas Energy Resources and Systems.Volume 2: Renewable Resources, Springer Science+Business Media B.V 2011 24 Tony Burton, David Sharpe, Nick Jenkins, Ervin Bossanyi, Wind Energy Handbook, 2001 by John Wiley & Sons, Ltd, 2001, pp 140 25 Wright AK (2005), Aspects of the aerodynamics and operation of a small horizontal axis wind turbine, PhD thesis, School of Engineering, University of Newcastle WEBSITE 26 Năng lượng gió Việt Nam, tiềm chuyển vọng Internet:http://www.vietecology.org/Article.aspx/Print/16 4/2011 27 GIZ/MoIT (2011), Thơng tin lượng gió Việt Nam, Hà Nội, Việt Nam, tr.22 Web: www.windenergy.org.vn 81 L X Zhang Internet http://www.hindawi.com/journals/ame/2013/905379/ 29 Small Wind Turbine Design Notes Internet.http://users.aber.ac.uk/iri/WIND/ TECH/Wpcourse/20/6/2015 30 Turbine Windspot 1,5KW Internet: http://vietnam.windspot.es/home-windturbines/products/88/windspot-15-kw.6/2016 31 Turbine Gorlov Internet: https://en.wikipedia.org/wiki/Gorlov_helical_turbine 32 Travis Justin Carrigan Internet: www.hindawi.com/journals/isrn/2012/528418/ 33 Upwind turbine Internet:http://www.power-talk.net/upwind-turbine.html 28 82 83 ... CHÍ MINH KHOA CƠ KHÍ CHẾ TẠO MÁY BỘ MƠN CƠNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NGHIÊN CỨU, THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO THỬ NGHIỆM TUABIN GIĨ CƠNG SUẤT NHỎ KIỂU QUIET- REVOLUTION/ GB GVHD: PGS.TS ĐẶNG THIỆN... kế cụ thể cho tuabin gió trục - đứng loại Quiet- Revolution/ GB (công suất < 100W) Nghiên cứu, đề xuất tuabin gió kiểu Quiet- Revolution/ GB Tính tốn, thiết kế, mơ cụm tuabin phát điện gió kiểu Quiet- Revolution/ GB. .. gió kiểu Quiet- Revolution/ GB Đề xuất cơng nghệ chế tạo chi tiết tuabin phát điện gió kiểu QuietRevolution /GB Chế tạo thử nghiệm tuabin gió cơng suất nhỏ kiểu Quiet- Revolution/ GB Tập vẽ chi tiết,