3.1.2 Chức năng hoạt động của các khối:
Khối năng lượng: Thiết kế với hình dạng phù hợp, dùng để hội tụ năng lượng mặt trời.
Hấp thu năng lượng mặt trời làm cho nước nóng lên, khi nhiệt độ tăng đến mức phù hợp tạo được hơi nước cung cấp vào khối tiệt trùng.
Khối tiệt trùng: Khối nhận hơi nước từ khối năng lượng có nhiệt độ và áp suất đạt yêu
BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH 20
Khối cảm biến: Khối có chức năng đo nhiệt độ bên trong của khối tiệt trùng gửi dữ liệu
đến khối vi điều khiển trung tâm xử lý.
Khối vi điều khiển:
− Nhận dữ liệu từ khối cảm biến, xử lý dữ liệu sau đó chuyển dữ đến các khối. − Khối gửi kết quả nhiệt độ đo được đến khối hiển thị.
− Khối nhận biết thời gian sử dụng và nhiệt độ đúng yêu cầu sau đó gửi thơng tin đến khối cảnh báo.
Khối hiển thị: Khối có chức năng nhận dữ liệu từ khối vi điều khiển trung tâm hiển thị
chỉ số nhiệt độ và thời gian cài đặt.
Khối cảnh báo: Khối có chức năng nhận dữ liệu từ khối vi điều khiển trung tâm khi
đến chỉ số được quy định thì cảnh báo cho người sử dụng bằng loa và đèn led.
3.2 MƠ HÌNH THIẾT BỊ
3.2.1 Mơ tả cách hoạt động của thiết bị
Thiết bị hoạt động dựa trên nguyên lý bức xạ ánh sáng và hấp thụ nhiệt. Đầu tiên, máng hứng ánh sáng có hình dạng parabol sẽ trực tiếp hứng ánh sáng mặt trời và ánh sáng hứng được sẽ phản xạ đến ống hấp thụ nhiệt. Bên trong ống chứa nước, khi nhiệt độ tăng dần lên sẽ làm cho nước sôi lên. Hơi nước được dẫn đến khối tiệt trùng. Khối tiệt trùng nhận được lượng hơi nước tạo ra áp suất, nhiệt độ đạt yêu cầu tiến hành tiệt trùng các dụng cụ y tế.
3.2.2 Thiết kế mơ hình thiết bị a) Cơ sở lý thuyết a) Cơ sở lý thuyết
Hình dạng parabol được sử dụng rộng rãi để làm bề mặt phản xạ tập trung các thu năng lượng mặt trời vì máng parabol có đặc tính đối với bất kỳ đường thẳng nào song song với trục parabol. Vì bức xạ mặt trời đến trái đất trong các tia cơ bản song song, góc phản xạ bằng góc tới, tất cả các bức xạ song song với trục parabol sẽ được phản xạ tới một điểm F, là tiêu điểm [30]:
y = 𝑥 2
4𝑓 (3.1)
Phương trình (3.1) là phương trình parabol với tiêu cự được chọn trước. Để hiểu rõ về f dưới đây là hình minh họa về f:
BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH 21
Hình 3.2: Minh họa điểm tiêu cự f
Hình 3.3 thể hiện ánh nắng mặt mặt trời sẽ phản xạ tại một điểm, đó chính là điểm
màu đỏ được khoanh tròn. Các đường màu trắng là tượng trưng cho các tia ánh nắng mặt trời rọi vào tấm tôn. Đường màu vàng là các đường phản xạ lại các tia đi qua điểm khoanh tròn là điểm f [35] [36].
Để biết được hiệu quả của việc thiết kế máng parabol chúng ta có một thơng số thể hiện đó là nhiệt lượng, kí hiệu là Q:
Nhiệt lượng được hiểu là nhiệt năng mà vật nhận được hay mất đi trong quá trình truyền nhiệt. Được tính theo phương trình:
Q = 𝑚. 𝐶. ∆𝑡 (3.2)
Trong đó:
m: khối lượng của vật hấp thụ, đo bằng g, kg C: nhiệt dung riêng của chất, được đo bằng J/kg.K
∆𝑡: là độ thay đổi nhiệt độ hay nói khác là biến thiên nhiệt độ (⁰C hoặc K)
∆t = To – Ti (3.3)
Khi có Q nhiệt lượng của máng parabol, ống năng lượng ta có thể xác định được hiệu suất hay chính là khả năng hấp thụ nhiệt của vật mình khảo sát. Để biết được khả năng hoạt động và các thơng số tính tốn đã chính xác hay chưa, đại lượng được kí hiệu là ŋ [17]:
Ŋ= 𝑄
𝐴𝑎.𝐼𝑎 (3.4)
b) Tính tốn
BỘ MƠN ĐIỆN TỬ CƠNG NGHIỆP – Y SINH 22
Tính các giá trị của x và y để vẽ đồ thị như sau x, y (cm, cm):
x 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45
y 0 0.3125 1.25 2.8125 5 7.8125 11.25 15.3125 20 25.3125 Khoảng cách hai đầu parabol là D: