Thơng số hiệu chỉnh khảo nghiệm Kết quả
TT Vdao (m/s) V máy (m/s) Năng suất (m2/giờ) Tiêu hao nhiên liệu (lít/ha) Vết cắt ( điểm) Độ sĩt (%) Mã hĩa X1 Mã hĩa X2 Mã hĩa Y2-1 Mã hĩa Y2-2 Mã hĩa Y2-3 Mã hĩa Y2-4 Hàng 1 22,97 0,20 1040,00 18,44 85,80 5,00 Hàng 2 22,97 0,24 1185,00 16,04 86,20 4,00 Hàng 3 22,97 0,28 1238,00 15,22 86,60 1,00 Hàng 4 22,97 0,31 1450,00 14,83 86,50 1,00 Hàng 5 22,97 0,35 1565,00 14,60 85,90 3,50 Hàng 6 22,97 0,39 1620,00 14,20 85,60 5,50
Sau đây ta xét cho từng trường hợp cụ thể đến quá trình.
4.5.1 Xác định ảnh hưởng của vận tốc tiến của máy đến năng suất.
Tiến hành phân tích hồi quy kết quả thí nghiệm Bảng 4.6 cho các giá trị.
- Hệ số tương quan R giữa X2 và Y2-1 là 0,982.
- Hệ số tương quan bình phương giữa chúng là R2= 0,964.
- Với mức ý nghĩa (significant) của hệ số tương quan (X2,Y2-1 ) bằng 0,001, giá trị này < 0,05 cho thấy quan hệ (biến X2, hàm Y2-1 ) cĩ mối quan hệ cao. Ta thiết lập được phương trình hồi quy tổng quát cĩ dạng phương trình bậc nhất.
Y 2-1 = B1X2 + C1 (4.13) Kết quả xử lý số liệu với mức ý nghĩa của hệ số hồi quy B1; C1 trong bảng Coefficients lần lượt là 0,001 và 0,014 đều nhỏ hơn 0,05 cho thấy mơ hình xử lý thống kê để đánh giá là phù hợp và ta lập được phương trình hồi quy quan hệ giữa vận tốc tiến của máy và năng suất của máy cắt gốc mía.
Hay biểu diễn dưới dạng biến thực
NS2 = 3.325,16.Vm + 398,22 (4.15) Xây dựng được đồ thị tương quan X2 và Y2-1 vận tốc tiến của máy và năng suất của máy cắt gốc mía như hình 4.8:
Hình 4.8 Đồ thị quan hệ vận tốc máy và năng suất. Nhận xét: Nhận xét:
- Đồ thị quan hệ giữa vận tốc máy và năng suất cĩ dạng tuyến tính.
- Tốc độ máy càng tăng thì năng suất càng tăng theo.
4.5.2 Xác định ảnh hưởng của vận tốc tiến của máy đến tiêu hao nhiên liệu.
Tiến hành phân tích hồi quy kết quả thí nghiệm Bảng 4.6 cho các giá trị.
- Hệ số tương quan R giữa X2 và Y2-2 là 0,982.
- Hệ số tương quan bình phương giữa chúng là R2= 0,965.
- Với mức ý nghĩa (significant) của hệ số tương quan (X2,Y2-2 ) bằng 0,007 giá trị này < 0,05 cho thấy quan hệ (biến X2, hàm Y2-2 ) cĩ mối quan hệ cao. Ta thiết lập được phương trình hồi quy tổng quát cĩ dạng phương trình bậc 2.
Kết quả xử lý số liệu với mức ý nghĩa của hệ số hồi quy A2; B2; C2 trong bảng Coefficients lần lượt là 0,022; 0,037 và 0,002 đều nhỏ hơn 0,05 cho thấy mơ hình xử lý thống kê để đánh giá là phù hợp và ta lập được phương trình hồi quy quan hệ giữa vận tốc tiến của máy và tiêu hao nhiên liệu.
Y2-2 = 149,98X22 – 108,36X2 + 33,86 (4.17) Hay biểu diễn dưới dạng biến thực
NL2 = - 648Vm2 + 31,675Vm + 832,46 (4.18) Xây dựng được đồ thị tương quan X2 và Y2-2 giữa vận tốc tiến của máy và tiêu hao Xây dựng được đồ thị tương quan X2 và Y2-2 giữa vận tốc tiến của máy và tiêu hao nhiên liệu như hình 4.9:
Hình 4.9 Đồ thị quan hệ vận tốc máy và tiêu hao nhiên liệu Nhận xét: Nhận xét:
- Đồ thị quan hệ giữa vận tốc máy và năng suất cĩ dạng parabol.
- Tốc độ máy càng tăng thì tiêu hao nhiên liệu giảm trên diện tích như nhau. Miền vận tốc máy phạm vi 0,32 -0.35 m/s cho tiêu hao nhiên liệu thấp nhất.
4.5.3 Xác định ảnh hưởng của vận tốc tiến của máy đến chất lượng vết cắt.
Tiến hành phân tích hồi quy kết quả thí nghiệm Bảng 4.6 cho các giá trị.
- Hệ số tương quan R giữa X2 và Y2-3 là 0,945.
- Hệ số tương quan bình phương giữa chúng là R2= 0,893.
- Với mức ý nghĩa (significant) của hệ số tương quan (X2,Y2-3 ) bằng 0,035 giá trị này < 0,05 cho thấy quan hệ (biến X2, hàm Y2-3 ) cĩ mối quan hệ cao. Ta thiết lập được phương trình hồi quy tổng quát cĩ dạng phương trình bậc 2.
Y 2-3 = A3X22 + B3 X2 + C3 (4.19) Kết quả xử lý số liệu với mức ý nghĩa của hệ số hồi quy A3; B3; C3 trong bảng Coefficients lần lượt là 0,019; 0,017 và 0,000 đều nhỏ hơn 0,05 cho thấy mơ hình xử lý thống kê để đánh giá là phù hợp và ta lập được phương trình hồi quy quan hệ giữa vận tốc tiến của máy và tiêu hao nhiên liệu.
Y2-3 = -92,93X22 + 53,35X2 + 78,84 (4.20) Hay biểu diễn dưới dạng biến thực
VC2 = - 92,93Vm2 + 53,35Vm + 78,84 (4.21)
Xây dựng được đồ thị tương quan X2 và Y2-3 giữa vận tốc tiến của máy và vết cắt như Nhận xét:
- Đồ thị quan hệ giữa vận tốc máy và vết cắt cĩ dạng parabol.
- Tốc độ máy càng tăng thì chất lượng vết cắt càng tốt, nhưng khi vượt qua vận tốc 0,30 m/s thì chất lượng vết cắt bắt đầu giảm dần. Miền vận tốc máy cho chất lượng vết cắt tốt nhất là khoảng 0,25 – 0,32 m/s.
4.5.4 Xác định ảnh hưởng của vận tốc tiến của máy đến độ sĩt gốc
Tiến hành phân tích hồi quy kết quả thí nghiệm Bảng 4.6 cho các giá trị.
- Hệ số tương quan R giữa X2 và Y2-4 là 0,934.
- Hệ số tương quan bình phương giữa chúng là R2= 0,872.
- Với mức ý nghĩa (significant) của hệ số tương quan (X2,Y2-4 ) bằng 0,046 giá trị này < 0,05 cho thấy quan hệ (biến X2, hàm Y2-4 ) cĩ mối quan hệ cao. Ta thiết lập được phương trình hồi quy tổng quát cĩ dạng phương trình bậc 2.
Y 2-4 = A4X22 + B4 X2 + C4 (4.19) Kết quả xử lý số liệu với mức ý nghĩa của hệ số hồi quy A3; B3; C3 trong bảng Coefficients lần lượt là 0,021; 0,020 và 0,017 đều nhỏ hơn 0,05 cho thấy mơ hình xử lý thống kê để đánh giá là phù hợp và ta lập được phương trình hồi quy quan hệ giữa vận tốc tiến của máy và độ sĩt.
Y2-4 = 417,38X22 – 245,56X2 + 34,85 (4.20) Hay biểu diễn dưới dạng biến thực
ĐS2 = 417,38Vm2 – 245,56Vm + 34,85 (4.21) Xây dựng được đồ thị tương quan X2 và Y2-4 giữa vận tốc tiến của máy và vết cắt như Xây dựng được đồ thị tương quan X2 và Y2-4 giữa vận tốc tiến của máy và vết cắt như hình 4.11:
Nhận xét:
thì độ sĩt bắt đầu tăng lên theo vận tốc máy. Miền vận tốc máy cho độ sĩt tối ưu là khoảng 0,28 – 0,32 m/s.
Hình 4.11 Đồ thị quan hệ vận tốc máy và độ sĩt
4.6 Kết luận
Đối với thơng số dao cắt đã xác định
- Ảnh hưởng của thống số vận tốc dao cắt đến các hàm mục tiêu năng suất, tiêu hao nhiên liệu, chất lượng vết cắt và độ sĩt biến thiên theo quy luật hàm bậc 2.
- Miền vận tốc dao cắt cho phép biến thiên phạm vi 20-25 m/s tuy nhiên đối với năng suất cắt thì giá trị vận tốc dao cắt tốt nhất ở 23,5 m/s, tiêu hao nhiên liệu tại vùng 24 m/s là lớn nhất, chất lượng vết cắt là 23 m/s, trong khi độ sĩt lại ở giá trị 21 m/s. Đối với thơng số vận tốc tiến của máy đã xác định
- Ngoại trừ quan hệ vận tốc tiến của máy đối với hàm mục tiêu năng suất biến thiên theo hàm tuyến tính cịn quan hệ với tiêu hao nhiên liệu xăng, chất lượng vết cắt và độ sĩt đều biến thiên theo quan hệ hàm bậc 2.
- Vận tốc tiến của máy cho phép biến thiên phạm vi 0,25 m/s đến 0,35 m/s, tuy nhiên đối với tiêu hao nhiên liệu vận tốc tiến phạm vi 0,35 m/s, chất lượng vết cắt và độ sĩt là 0, 3 m/s.
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
1. Kết luận
Luận văn đã trình bày được:
- Sự cần thiết phải cĩ máy cắt gốc mía để cơ giới hĩa thay thế lao động thủ cơng
- Tổng quan về các máy cắt gốc mía trên thế giới và trong nước
- Thực hiện thiết kế , chế tạo được một mơ hình máy cắt gốc mía để cắt lại gốc mía sau khi thu hoạch bằng lao động thủ cơng để cho phép lưu lại vụ mía mới mà khơng cần phải trồng mới
- Thực hiện khảo nghiệm máy trong thực tiễn và rút ra được các kết luận
- Chế độ vận hành thiết bị là thơng số quan trọng đánh giá hiệu quả làm việc của thiết bị sau chế tạo. Luận văn đã tiến hành thực nghiệm xác định 2 yếu tố đầu vào gồm: vận tốc dao cắt (m/s) và vận tốc tiến của máy (m/s) ảnh hưởng trực tiếp đến hàm mục tiêu về năng suất làm việc ( m2/h), tiêu hao nhiên liệu (lít/ ha), độ sĩt gốc ( %) và chất lượng vết cắt (%).
Trong 2 yếu tố đĩ được đánh giá cụ thể như sau: a. Đối với thơng số thứ nhất (vận tốc dao)
Miền vận tốc dao cắt nằm trong miền giới hạn từ 20 - 23 m/s. sẽ cho phép đạt được năng suất cắt gốc và chất lượng vết cắt tốt nhất trong khi đĩ độ sĩt thấp nhất. Khi giảm hoặc tăng vận tốc dao đều gây ảnh hưởng giảm năng suất, chất lượng cắt và làm tăng tiêu hao nhiên liệu xăng
b. Đối với thơng số thứ 2 (vận tốc tiến của máy)
Vận tốc tiến của máy tuyến tính với năng suất, nhưng biến thiên quy luật hàm bậc 2 với năng suất cắt, chất lượng cắt và tiêu hao nhiên liệu xăng.
Kết quả nghiên cứu thực nghiệm đã thiết lập được 8 phương trình hồi quy biểu diễn mối quan hệ giữa vận tốc dao cắt và vận tốc tiến của máy đến các hàm mục tiêu năng suất cắt; tiêu hao nhiên liệu, chất lượng vết cắt và độ sĩt
* Ảnh hưởng của vận tốc dao
- NS1 = - 648V2d + 31,675Vd + 832,46
- NL1 = - 0,016V2d + 0,836Vd + 7,938
- VC1 = - 0,062V2d + 2,703Vd + 57,642
- ĐS1 = 0,064V2d - 2,726Vd + 30,352
* Ảnh hưởng của vận tốc máy
- NS2 = 3.325,16Vm + 398,22
- NL2 = - 648Vm2 + 31,675Vm + 832,46
- VC2 = - 92,93Vm2 + 53,35Vm + 78,84
- ĐS2 = 417,38Vm2 – 245,56Vm + 34,85
Thực nghiệm đơn yếu tố đã xác định được chế độ vận hành máy cắt gốc mía khi sử dụng dao cắt gĩc cắt 170 cho kết quả:
Đối với thơng số dao cắt đã xác định
- Ảnh hưởng của thống số vận tốc dao cắt đến các hàm mục tiêu năng suất, tiêu hao nhiên liệu, chất lượng vết cắt và độ sĩt biến thiên theo quy luật hàm bậc 2.
- Miền vận tốc dao cắt cho phép biến thiên phạm vi 20 - 25 m/s tuy nhiên đối với năng suất cắt thì giá trị vận tốc dao cắt tốt nhất ở 23,5 m/s, tiêu hao nhiên liệu vùng 24 m/s, chất lượng vết cắt là 23 m/s, trong khi độ sĩt lại ở giá trị 21 m/s
Đối với thơng số vận tốc tiến của máy đã xác định
- Ngoại trừ quan hệ vận tốc tiến của máy đối với hàm mục tiêu năng suất biến thiên theo hàm tuyến tính cịn quan hệ với tiêu hao nhiên liệu xăng, chất lượng vết cắt và độ sĩt đều biến thiên theo quan hệ hàm bậc 2.
- Vận tốc tiến của máy cho phép biến thiên phạm vi 0,25 - 0,35 m/s. tuy nhiên đối với tiêu hao nhiên liệu vận tốc tiến phạm vi 0,35 m/s, chất lượng vết cắt và độ sĩt là 0,3 m/s
Giá trị của 2 thơng số Vd =23 m/s và vận tốc tiến của máy Vm = 0,3 m/s được chọn làm mức cơ sở để tiếp tục nghiên cứu tối ưu hĩa chế độ vận hành thiết bị trong quy
hoạch thực nghiệm đa yếu tố ở bước nghiên cứu kế tiếp.
2. Kiến nghị
Xét từng yếu tố cơng nghệ (các yếu tố đầu vào) trong phạm vi nghiên cứu cho thấy cĩ một số vấn đề cần phải tiếp tục nghiên cứu bao gồm:
- Đề tài mới dừng lại ở việc nghiên cứu vận tốc dao cắt và vận tốc tiến của máy cùng với sử dụng dao gĩc nghiêng 170. Thực tế trong kỹ thuật chế tạo dao cắt mía trên thế giới cịn cơng bố dao cắt gĩc nghiêng 120 và gĩc nghiêng 220 đề tài chưa cĩ điều kiện thực hiện do vậy các nghiên cứu tiếp sẽ được thực hiện trên dao cĩ gĩc nghiêng 120 và gĩc nghiêng 220 để so sánh với kết quả ở gĩc nghiêng 17 độ mà đề tài đã thực hiện.
- Độ nhấp nhơ mặt đồng, độ nhấp nhơ đáy luống ảnh hưởng đến chiều cao cắt gốc Do vậy nghiên cứu về máy này cần tiếp tục thực hiện với yếu tố đầu vào là độ nhấp nhơ đáy luống và độ nhấp nhơ đỉnh luống sẽ ảnh hưởng hàm mục tiêu về độ cao gốc từ đĩ dẫn đến tác động đến tỷ lệ mọc và số chồi mía sẽ được hình thành chưa được xét đến ảnh hưởng đến vấn đề năng suất lưu vụ .
Do điều kiện và thời gian cĩ hạn, đề tài mới xác định được miền giá trị vận tốc dao, vận tốc tiến của máy. Cần tiếp tục thực nghiệm đa yếu tố để tìm giá trị tối ưu của hai giá trị này ảnh hưởng đến hàm mục tiêu năng suất, tiêu hao nhiên liệu xăng, chất lượng vết cắt và độ sĩt./.
DANH MỤC CÁC CƠNG TRÌNH ĐÃ CƠNG BỐ CỦA HỌC VIÊN
I. CÁC ĐỀ TÀI, DỰ ÁN LÀM CHỦ NHIỆM.
1. Trần Ngọc Vũ và cộng sự. “ Nghiên cứu, tính tốn, thiết kế chế tạo máy đa chức năng phục vụ vùng sâu, vùng xa,” Đề tài nghiên cứu khoa học, Sở KH&CN Tỉnh Đồng Nai, 2004 – 2005.
2. Trần Ngọc Vũ và cộng sự. “Nghiên cứu, ứng dụng, thiết kế, chế tạo khảo nghiệm máy nâng chuyển bĩ mía lên xe vận chuyển 20-25 tấn,” Đề tài nghiên cứu khoa học, Sở KH&CN Tp. Hồ Chí Minh, 2005-2006.
3. Trần Ngọc Vũ và cộng sự. “Nghiên cứu ứng dụng, thiết kế, chế tạo, khảo nghiệm máy tuốt lá mía liên hợp với máy kéo MTZ 50 – 80 hp,” Đề tài nghiên cứu khoa học, Sở KH&CN Tp. Hồ Chí Minh, 2006-2007.
II. CÁC ĐỀ TÀI, DỰ ÁN THAM GIA LÀM THÀNH VIÊN.
1. Bùi Trung Thành và Trần Ngọc Vũ và cộng sự. “Nghiên cứu thiết kế phương tiện vận chuyển đa chức năng chuyên dùng vận chuyển vùng nguyên liệu nơng nghiệp tập trung,” Đề tài nghiên cứu khoa học, Sở KH&CN Tp. Hồ Chí Minh, 1999-2000. 2. Bùi Trung Thành và Trần Ngọc Vũ và cộng sự. “Hệ thống thiết bị phủ bạt che mưa
ơ kết tinh kết hợp phương pháp sản xuất muối theo cơng nghệ nước chạt sâu kết tinh dài ngày,” Dự án Sản xuất thử nghiệm độc lập cấp Nhà nước, Bộ Khoa học và Cơng nghệ, 2001-2003.
3. Bùi Trung Thành và Trần Ngọc Vũ và cộng sự. “Nghiên cứu Thiết kế chế tạo máy thu hoạch mía khơng bĩc lá liên hợp máy kéo MTZ 892,” Đề tài nghiên cứu khoa học, Sở KH&CN Tp. Hồ Chí Minh, 2004-2005.
3. Bùi Trung Thành và Trần Ngọc Vũ và cộng sự. “Nghiên cứu thiết kế máy băm lá mía trên đồng sau thu hoạch,” Đề tài nghiên cứu khoa học, Sở KH&CN Tp. Hồ Chí Minh, 2005-2006.
4. Bùi Trung Thành và Trần Ngọc Vũ và cộng sự. “Nghiên cứu thiết kế và chế tạo hệ thống máy cắt rong, cỏ dại, vớt bèo lục bình, rác thải nổi trong lịng kênh, mương cấp - thốt nước, hồ chứa nước thuỷ lợi và thuỷ điện,” Đề tài nghiên cứu khoa học, Bộ Khoa học và Cơng nghệ, chương trình KC.05/06-10, 2006-2008.
TÀI LIỆU THAM KHẢO
[1] Nguyễn Ngộ. Kỹ nghệ sản xuất mía đường. NXB Khoa học và Kỹ thuật, Hà Nội, 1984, tr. 34-36.
[2] Dương Bích Ngọc, “Báo cáo nghành đường.” Internet: http://www.fpts.com.vn/FileStore2/File/2019/08/02/FPTSSugar_Industry_Rep ortJuly2019_61f3c42c.pdf , Tháng 07, 2019.
[3] Nguyễn Mạnh Trinh và Nguyễn Đăng Nghĩa. Trồng, chăm sĩc và phịng trừ sâu
bệnh cây mía. NXB Nơng nghiệp, Hà Nội, 2004, tr. 16-24
[4] Anderson de Toledo et al. (2013, Dec). “Quality of cut and basecutter blade
configuration for the mechanized harvest of green sugarcane.” Scientia Agrícola