2. NGUYÊN VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
3.3. Kết quả khảo nghiệm
3.3.1. Khi máy chạy không tải
Địa điểm: xưởng cơ khí Vĩnh Kim- Tiền Giang
+ Dụng cụ đo: cân khối lượng, đồng hồ đo công suất, đồng hồ đo số vòng quay, thước lá.
+ Kết quả khảo sát và đo đạc:
Công suất máy chạy không 0,5 kW.
Máy chạy ổn định.
Số vòng quay ru lô cao su cuốn 270 vòng/phút.
Các mối ghép bằng bulông và mối hàn chắc chắn.
Các gối đỡ bình thường, không phát nhiệt.
+ Nhận xét:
Kết cấu phù hợp với hoạt động máy.
Máy chạy rà ổn định.
Cho máy hoạt động với chế độ có tải.
3.3.2. Khi máy chạy có tải
Địa điểm: xưởng cơ khí Vĩnh Kim- Tiền Giang
+ Dụng cụ đo: thước lá, đồng hồ đo thời gian, các thùng chứa sản phẩm, cân đồng hồ, đồng hồ đo điện năng, cân khối lượng.
+ Bố trí thí nghiệm:
- Phương pháp bố trí thí nghiệm theo kiểu ngẫu nhiên hoàn toàn. Bố trí những mẫu vật liệu một cách ngẫu nhiên sau đó tiến hành đánh số thứ tự. Tiến hành cho khảo nghiệm theo thứ tự đó.
- Phương pháp xử lý các số liệu đo đạc được tiến hành bằng phương pháp thống kê theo tích phân phương sai.
- Thực hiện việc khảo nghiệm với 5 lần lặp lại.
1119 3.3.3. Kết quả khảo nghiệm
Bảng 2. thông Kết quả khảo nghiệm xác định các thông số làm việc và chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật.
Số lần đo (*)
Số củ cà rốt cho mỗi lần
đo (củ)
Thời gian gọt cho lần thứ (*)
(s)
Số vòng đĩa quay của công tơ điện
(vòng)
Công suất tiêu thụ cho mỗi lần đo
(W)
Năng suất làm việc của thiết
bị (củ/giờ)
1 10 23,45 2,0 4,4 1535
2 10 23,81 2,0 4,5 1512
3 10 21,73 1,9 4,1 1657
4 10 20,32 1,7 3,9 1772
5 10 21,83 1,9 4,1 1649
Trung bình 22,23 1,9 4,2 1625
Độ lệch chuẩn 0,24 104,97
Kết quả xử lý số liệu xác định thông số làm việc và các chỉ tiêu kinh tế - kỹ thuật của máy bằng thực nghiệm như sau:
Chọn mức ý nghĩa: α = 0,05 ; ν = 5 – 1 = 4 ; t(0,05; 4) = 2,776.
Năng suất của thiết bị gọt vỏ cà rốt:
Qtb – t /2 . n
S Q Qtb + t /2 . n S
1.625 – 2,776.104, 97
5 (củ/h) Q 1.625 + 2,776. 104, 97
5 (củ/h) 1.495 (củ/h) Q 1.755 (củ/h)
Năng suất trung bình của thiết bị: 1.625 (củ/h) hay 325 (kg/h) Công suất cho mỗi lần đo:
Ntb – t /2 . n
S N Ntb – t /2 . n S
4,2 – 2,776.0, 24
5 (W) N 4,2 + 2,776. 0, 24
5 (W) 3,90 (W) N 4,50 (W)
Công suất cho mỗi lần đo: 3,90 ÷ 4,50 (W).
Bảng 3. Kết quả khảo nghiệm xác định tỉ lệ gọt vỏ cà rốt a (%).
1120 Số lần đo
Đường kính phần lớn nhất Dt
(mm)
Chiều dài củ cà rốt
(mm)
m1 (khối lượng vỏ do máy
gọt) (g)
m2 (khối lượng vỏ còn lại do
gọt bằng tay)
(g)
Tổng lượng vỏ trên 1 củ cà rốt, m1
+ m2
(g)
Tỉ lệ gọt vỏ,
a (%)
1 45,4 158 10,76 7,16 17,92 60,04
2 54,3 172 7,29 2,42 9,71 75,08
3 46,2 150 7,45 4,55 12,00 62,08
4 47,3 168 8,98 5,39 14,37 62,49
5 48,5 177 10,24 5,33 15,57 65,77
6 42,6 155 9,46 8,74 18,20 51,98
7 41,5 157 6,59 5,75 12,34 53,40
8 56,0 164 9,48 3,54 13,02 72,81
9 50,9 154 11,92 6,13 18,05 66,04
10 45,6 151 8,81 5,81 14,62 60,26
Trung bình 63,00
Độ lệch chuẩn 7,38
Kết quả xử lý số liệu xác định thông số tỉ lệ gọt vỏ của thiết bị như sau:
Chọn mức ý nghĩa: α = 0,05 ; ν = 5 – 1 = 4 ; t(0,05; 4) = 2,776.
Năng suất của thiết bị gọt vỏ cà rốt:
atb – t /2 . n
S a atb + t /2 . n S
63 – 2,776.
5 38 ,
7 (%) a 63 + 2,776.
5 38 ,
7 (%) 53,84% a 72,16%
Vậy tỉ lệ gọt vỏ cà rốt trong khoảng: a = 53,84% ÷72,16%
Nhận xét:
- Năng suất trung bình của thiết bị gọt vỏ cà rốt đạt được 1.625 củ/h hay 325 kg/h, năng suất này phụ thuộc phần lớn vào tốc độ cấp liệu cho thiết bị, bên cạnh đó năng suất còn phụ thuộc vào kích thước và độ đồng đều của củ cà rốt. Do đó, cần phân loại cà rốt trước khi gọt vỏ, chọn những củ có đường kính thân lớn nhất Dt trong khoảng 42÷54), củ phải thẳng hay có dạng dị hình và độ côn không quá cao. Trước khi cho vào máy phải được cắt lá để tránh vướng vếu.
1121
Hình 4. Cà rốt trước khi cho vào máy
- Tỉ lệ gọt vỏ trung bình 63% đạt tỉ lệ tương đối. Qua quá trình khảo nghiệm, cho thấy những củ cong, độ côn cao, quá ngắn, sẽ có tỉ lệ gọt vỏ khá thấp. Đường kính thân củ lớn nhất thích hợp cho gọt vỏ là Dt = 54,3 mm cho tỉ lệ bóc vỏ cao nhất a = 75%, trong khi đó với Dt = 41,52÷42,62 mm cho tỉ lệ gọt vỏ thấp, lần lượt là a = 51,98÷53,4% (hình 7).
Hình 5. Biểu đồ thể hiện ảnh hưởng của đường kính Dt đến tỉ lệ gọt vỏ a.
- Có hiện tượng trượt củ cà rốt khi cuốn đi, hiện tượng này có thể là do hệ số ma sát giữa ru lô cao su cuốn và thân củ cà rốt lúc này bị giảm đi đáng kể.
- Khi đường kính thân củ thay đổi từ nhỏ đến lớn thì dao gọt ăn sâu vào trong thân cà rốt, dẫn đến tổn thất về trọng lượng củ sau này.
- Điện năng trung bình tiêu thụ trong 1 giờ gọt vỏ: A = 0,68 (kWh) - Chi phí điện năng riêng: Ar = N/Q = 0,68/0,325 = 2,1 kWh/tấn.
4. KẾT LUẬN
- Đề tài đã tính toán, thiết kế, chế tạo và khảo nghiệm sơ bộ một mẫu thiết bị gọt vỏ cà rốt theo nguyên lý dao gọt đứng yên – cà rốt di chuyển tịnh tiến. Sản phẩm đảm bảo yêu cầu chất lượng như gọt thủ công bằng tay, phù hợp với sản xuất quy mô lớn, và rất thích hợp khi kết hợp chung với các công đoạn khác cùng năng suất trong một dây chuyền sản xuất lớn.
Thiết bị sử dụng nguồn động lực là động cơ điện 3 pha có công suất 0,75 kW, đạt năng suất trung bình 325 kg/h với điện năng tiêu thụ riêng Ar = 2,1 kWh/tấn.
- Có sự phù hợp giữa tính toán, thiết kế và thực tế khảo nghiệm. Với vật liệu sử dụng chế tạo thiết bị bằng inox 304 cho những bộ phận tiếp xúc trực tiếp với cà rốt như cụm dao
1122
gọt vỏ, cửa nạp liệu, cửa thoát liệu…, thiết bị đảm bảo các yêu cầu kỹ thuật về độ an toàn và chất lượng của sản phẩm.
- Kết cấu thiết bị phù hợp, hoạt động êm dịu. Tỉ lệ gọt vỏ trung bình đạt 63%, vẫn còn thấp so với kỳ vọng ban đầu. Đường kính lớn nhất thân củ cà rốt phù hợp với thiết bị gọt vỏ theo nguyên lý dao đứng yên – cà rốt di chuyển tịnh tiến trong khoảng 42÷54mm, tỉ lệ gọt vỏ cao nhất đạt 75% tương ứng với đường kính Dt = 54,3mm.
TÀI LIỆU THAM KHẢO
1. A.Ia.Xokolov, 1976. Cơ sở thiết kế máy sản xuất thực phẩm. NXB. KH & KT. Hà Nội. (Dịch từ nguyên bản tiếng Nga, người dịch: Nguyễn Trọng Thể)
2. Nguyễn Hữu Lộc, 2010. Cơ sở thiết kế máy. Nhà xuất bản Đại học Quốc Gia TP. Hồ Chí Minh.
3. Nguyễn Trọng Hiệp, Nguyễn Văn Lẫm, 2003. Thiết kế chi tiết máy. NXB.Giáo dục.
4. Nguyễn Như Nam, Trần Thị Thanh, 2000. Máy gia công cơ học nông sản thực phẩm.
NXB.Giáo dục.
5. Trịnh Chất – Lê Văn Uyển, 2010. Tính toán thiết kế hệ dẫn động cơ khí, tập 1. Nhà xuất bản giáo dục Việt Nam.
6. Phan Hiếu Hiền, 2001. Phương pháp bố trí thí nghiệm và xử lý số liệu (thống kê thực nghiệm). NXB Nông nghiệp
7. Nguyễn Bảng,1993. Giáo trình Lý thuyết và tính toán Máy thu hoạch cây có hạt, Nhà xuất bản Trường Đại học NN, 1993
8. C. E. Aubel and H. B. Pfost, 1961. Processing sorghum Grain for Swine - How it affects feeding values. Feeds illustrated , Dec. 1961.
9. David L. Bell, 1990. Mechanised Livestock Feeding, A. Division of Blackwel Scientific Publication Ltd, Cambridge MA 02142, USA.
1123
XÂY DỰNG DỮ LIỆU VỀ CƯỜNG ĐỘ BỨC XẠ MẶT TRỜI TẠI KHU VỰC GIA LÂM, HÀ NỘI VÀ ĐÁNH GIÁ ẢNH HƯỞNG CỦA ĐIỀU KIỆN LÀM VIỆC LÊN
SỰ HOẠT ĐỘNG CỦA PIN QUANG ĐIỆN
Trần Văn Quỳnh1, Đặng Thị Hải Hậu1, Nguyễn Thành Đạt1, Ngô Văn Thái1, Vũ Đăng Thi1 ABSTRACT
Currently there is no detailed statistics on the radiation intensity in Gia Lam, Hanoi so building data on solar radiation intensity for this area is needed to assess the level of extractiing and using solar energy efficiently in different seasons per year. Photovoltaic modules are considered as fundamental energy transformation of solar power generation systems. The impact of the variation in temperature, radiation intensity and shading effect on the operation of photovoltaics voltage system will be studied through simulation under Matlab/Simulink environment. The simulation results also were compared with experimental results came from the practical testing system. These results will be used to improve in using solar photovoltaic system widely in practical situation.
Keyword: solar cell, simscape, p-v characteristic, i-v characteristic, p-v array modelling by simscape,…
TÓM TẮT
Hiện nay chưa có thống kê chi tiết cường độ bức xạ khu vực Gia Lâm Hà Nội.Vì vậy xây dựng dữ liệu về cường độ bức xạ mặt trời tại khu vực Gia Lâm là việc làm cần thiết giúp ta đánh giá được mức độ khai thác năng lượng mặt trời hiệu quả theo từng mùa khác nhau trong một năm. Module quang điện được coi là bộ phận biến đổi điện năng cơ bản của hệ thống phát điện bằng năng lượng mặt trời. Đề tài sẽ nghiên cứu về sự thay đổi của nhiệt độ, cường độ bức xạ và hiện tượng bóng che đối với sự làm việc của pin quang điện thông qua mô hình mô phỏng được xây dựng dựa trên phần mềm Matlab/Simulink. Kết quả mô phỏng còn được so sánh với kết quả thực nghiệm xây dựng trên hệ thống pin quang điện thực tế. Các kết quả này sẽ phục vụ cho việc đưa pin quang điện vào sử dụng rộng rãi sau này.
Từ khóa: solar cell, simscape, đặc tính p-v, đặc tính i-v, p-v array modelling by simscape,…
1. ĐẶT VẤN ĐỀ
So với những nguồn năng lượng mới đang được khai thác sử dụng như năng lượng gió, năng lượng hạt nhân… Năng lượng mặt trời được coi là một nguồn năng lượng rẻ, vô tận, là một nguồn năng lượng sạch không gây hại cho môi trường đang thu hút sự quan tâm của rất nhiều nhà khoa học, nhà nghiên cứu và sẽ trở thành nguồn năng lượng tốt nhất trong tương lai. Hệ thống quang điện sử dụng năng lượng mặt trời (Hệ pin mặt trời) có nhiều ưu điểm như không cần nguyên liệu, không gây ô nhiễm môi trường, ít phải bảo dưỡng, không gây tiếng ồn… Hiện nay năng lượng mặt trời đã được khai thác và đưa vào ứng dụng trong cuộc sống cũng như trong công nghiệp dưới nhiều dạng và hình thức khác nhau, thông thường để cấp nhiệt và điện [2-6]…
Tính cấp thiết của đề tài:
Là sinh viên thì ngoài việc học tập theo chương trình đào tạo của Học Việnra thì cần tham gia nghiên cứu khoa học để có thêm hiểu biết thực tế, có thêm kiến thức về chuyên môn cũng như vận dụng lý thuyết vào thực tế.
1 Học Viện Nông nghiệp Việt Nam
1124
Mặt khác, số liệu về cường độ bức xạ và tiềm năng khai thác tại các địa phương trong cả nước tuy đã có nghiên cứu song chưa đáp ứng được yêu cầu của người sử dụng, đặc biệt tại khu vực Gia Lâm. Do vậy đề tài tập trung xây dựng bảng thông số về cường độ bức xạ của khu vực Gia Lâm trong các mùa điển hình của năm một cách chi tiết để từ đó đánh giá được tiềm năng làm việc của pin quang điện trong khu vực.
Hoạt động của pin quang điện chịu ảnh hưởng rất nhiều của điều kiện môi trường ngoài, song chưa được nghiên cứu kỹ đồng thời đánh giá ảnh hưởng mất rất nhiều thời gian và tốn kém do chi phí của pin rất cao. Do đó đòi hỏi phải có mô hình mô phỏng pin quang điện trên phần mềm Matlab/simulink.
Việc đánh giá ảnh hưởng của môi trường ngoài lên sự hoạt động của pin là cần thiết và được tiến hành thông qua mô phỏng và hệ thống đo đạc thực nghiệm
2. MỤC TIÊU, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
Xây dựng bảng số liệu về cường độ bức xạ mặt trời trong khu vực giúp ta đánh giá chính xác mức độ khai thác năng lượng mặt trời, phục vụ cho nghiên cứu và phát triển nguồn năng lượng sạch sau này.
Mô hình mô phỏng củapin quang điện để đánh giá chính xác sự làm việc của pin quang điện trong các điều kiện môi trường khác nhau.
Hệ thống thực nghiệm xây dựng đặc tính làm việc của pin quang điện.
Ảnh hưởng của các điều kiện ngoài như cường độ bức xạ, nhiệt độ và hiện tượng bóng che lên sự làm việc của pin quang điện