II. ĐỊNH HƯỚNG HỌC SINH THỰC HIỆN CÁC DỰ ÁN KHOA HỌC KĨ THUẬT
5. Đánh giá dự án
3.2. Xây dựng mô hình
3.2.1. Cấu tạo Nước ra
- (1) Ống dẫn nước vào
- (2) Van một chiều tạo áp lực - (3) Van đẩy một chiều
- (4) Bình tạo áp lực đóng van đẩy (3). - (5) Ống dẫn nước ra đẩy nước lên cao - H1: Độ cao cột nước nước vào
- H: Độ cao cột nước nước ra - Q0: Lượng nước vào máy - Q: Lượng nước bơm ra
3.2.2. Nguyên lý hoạt động của thiết bị
3.2.3. Các bước thực hiện xây dựng thiết bị
Bước 1: Chuẩn bị vật liệu
Mô hình nhỏ Mô hình lớn
- Ống nhựa PVC 48 = 2,5 m - Ống nhựa PVC 27 = 2,5 m - Ống nhựa PVC 21 = 1 m - Ống nhựa 8 = 6 m
- Van một chiều: 2 cái
- Ống nối nhựa chữ T loại27: 1 cái - Ống nối nhựa co 90o loại 27: 2 cái - Ống nối thẳng nhựa hạ cấp loại
48/27: 2 cái
- Ống nối nhựa ren ngoài loại 27: 2 cái
- Ống nhựa PVC 76 = 2,5 m - Ống nhựa PVC 110 = 0,5 m - Ống nhựa 27 = 0,5 m
- Van một chiều: 2 cái
- Ống nối nhựa chữ T loại76: 1 cái - Ống nối nhựa chữ T loại76 - 27: 1 cái
- Ống nối nhựa co 90o loại 76: 2 cái - Ống nối thẳng nhựa hạ cấp loại
110/76: 2 cái
- Ống nối nhựa ren ngoài loại 76: 2 Dòng nước vào
theo ống (1), nước thoát ra van (2) và tạo ra áp lực đóng van (2) đột ngột Áp suất giảm làm cho van (2) tự mở do trọng lực van và do sự chênh lệch áp suất. Chu kỳ hoạt động được lặp lại.
Áp lực nước trong ống tăng cao do van (2) bị đóng đột ngột tạo ra xung áp lớn làm van (3) mở và nước thoát qua bình tạo áp (4)
Áp suất trong bình (4) tăng lên đẩy van (3) đóng lại tạo ra sóng cơ đẩy ngược làm giảm áp suất trong ống (1) Áp suất trong bình (4) tăng lên đẩy nước đi ra theo ống dẫn nước (5) và đưa nước lên cao.
Mô hình nhỏ Mô hình lớn - Ống nối nhựa ren trong loại 27: 1
cái
- Ống nối nhựa ren trong loại 21: 1 cái
- Nắp bịt đầu ống 48: 1 cái - Lò xo 2 cái
- Khoá nước 21: 1 cái - keo dán nhựa PVC 1 tuýp
cái
- Ống nối nhựa ren trong loại 27: 1 cái
- Nắp bịt đầu ống 110: 1 cái - Lò xo 2 cái
- Khoá nước 27: 1 cái - keo dán nhựa PVC 1 tuýp
Bước 2: Chế tạo và lắp ráp các bộ phận của thiết bị
Van một chiều tạo áp lực (2) được lắp thêm bộ phận lò xo tăng lực đẩy của nước tạo áp lực lớn hơn khi van bị đóng, có thể điều chỉnh để phù hợp với từng điều kiện sử dụng khác nhau và giúp van mở ra chủ động hơn.
Van đẩy một chiều (3) được lắp thêm lò xo tăng cường khả năng đóng van lại nhanh và chủ động hơn.
Bình tạo áp lực (4)
Ống dẫn nước ra (5)
4. Thu thập kết quả và công bố sản phẩm
Vận hành thử máy, kiểm tra hoạt động của thiết bị (mô hình nhỏ)
Sau khi lắp ráp xong, kiểm tra các thông số của van một chiều, điều chỉnh
lò xo và cho thiết bị hoạt động. Kết quả kiểm nghiệm với mực nước vào H0 = 60 cm, nước ra đẩy lên độ cao H = 3m với lượng nước ra Q = 1 lít trong
5. Đánh giá dự án
5.1. Kết quả.
Tiến hành thực nghiệm và rút ra được một số kết quả sau:
- Thay đổi H0 và H kết quả rút ra như sau: Muốn tăng độ cao mực nước ra H thì ta cần phải tăng độ cao mực nước vào H0 lên. Tỉ lệ tối đa thu được H 10 H0. Quá trình thí nghiệm chỉ giới hạn đến H = 6 m và điều chỉnh lò xo của van tạo áp (2) cho đến khi thiết bị hoạt động ổn định.
- Thay đổi H và so sánh lượng nước ra Q kết quả rút ra như sau: tăng H lên thì lượng nước ra Q giảm dần đến độ cao H > 10H0 thì nước ra rất nhỏ.
-Thay đổi chiều dài của ống dẫn nước vào (1) kết quả rút ra như sau: Khi thay đổi chiều dài ống dẫn nước vào thì góc nghiêng của ống thay đổi, từ đó tốc độ dòng chảy trong ống cũng thay đổi. Để tạo ra áp lực cho máy hoạt động hiệu quả thì chiều dài của ống dẫn nước vào L < 5H0.
- Nếu có nguồn nước chảy lớn và nhu cầu đưa nước lượng lên nhiều hoặc cần đưa nước lên cao hơn thì cần chế tạo thiết bị có kích thước lớn. Ta có thể đưa nước đi xa gấp 10 lần chiều cao của ống nước ra.
- Thiết bị tự động đẩy nước lên cao dựa vào dòng chảy của nước là một giải pháp đáp ứng được yêu cầu đặt ra, sau khi nghiên cứu áp dụng thử nghiệm sản phẩn trên thực tế đã đạt được kết quả cao như mong muốn, thiết bị hoạt động ổn định, lượng nước đáp ứng tốt cho việc tưới các vườn cây ăn quả, vườn trồng màu, trại chăn nuôi ở độ cao chênh lệch có thể lên tới 30m đến 40m và dẫn nước đi xa 300m đến 400m so với nơi có nguồn nước. Tuỳ thuộc vào tình hình thực tế ứng dụng để chế tạo thiết bị có kích thước lớn hay nhỏ khác nhau. Có thể sử dụng vật liệu khác như sắt, kẽm, inox... để chế tạo thiết bị.
5.2. Những ưu điểm
- Thiết bị dễ chế tạo, dễ lắp đặt và hoạt động hiệu quả, chi phí chế tạo thấp, dễ lựa chọn vật liệu như ống nhựa, ống kẽm, inox...
- Thiết bị có thể lắp đặt được ở những địa hình phức tạp, nơi có dòng nước chảy tự nhiên hoặc kênh mương thuỷ lợi.
- Khả năng ứng dụng vào thực tiễn cao, dễ làm, dễ nhân rộng, phù hợp với nhiều đối tượng sử dụng ở những quy mô lớn, nhỏ khác nhau.
- Không tiêu tốn chi phí phát sinh cho việc sử dụng năng lượng, không gây ảnh hưởng, tác hại đến môi trường xung quanh.
5.3. Hạn chế
- Thiết bị không sử dụng được ở những nơi không có dòng nước chảy. Lượng nước đưa lên lực đẩy không mạnh như các loại máy bơm khác.
5.4. Khả năng ứng dụng vào thực tiễn.
- Thiết bị tự động đẩy nước lên cao dựa vào dòng nước chảy sẵn có là một giải pháp hiệu quả để đưa nước lên cao nhằm phục vụ cho nhu cầu sinh hoạt, tưới cho các vườn cây, trang trại chăn nuôi...
- Ở vùng miền núi có thể tận dụng các khe suối có dòng nước chảy tự nhiên quanh năm hoặc các hồ nước thuỷ lợi để sử dụng thiết bị mà không phụ thuộc vào nguồn điện hay xăng, dầu.
5.5. Kết luận
Thiết bị tự động đẩy nước lên cao là công cụ phục vụ cho con người trong cuộc sống, góp phần giảm công sức, tăng hiệu quả và đem lại lợi ích kinh tế cho người sử dụng. Thiết bị không ngừng được phát triển và ngày càng khắc phục những nhược điểm, hạn chế nhằm áp dụng tốt hơn trong cuộc sống. Dự án của chúng em đã đưa ra được nhiều điểm mới có tính khả thi trong ứng dụng vào thực tiễn ở địa phương.