CHƯƠNG II: MỤC TIÊU, ðỐI TƯỢNG, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
2.4. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
Trong nghiờn cứu ủó sử dụng cỏc phương phỏp sau:
- Phương phỏp ủiều tra, khảo sỏt và sử lý thụng tin thu ủược.
- Phương phỏp phõn tớch ủể lựa chọn nguyờn lý, kết cấu mỏy nghiền rơm rạ.
- Phương phỏp nghiờn cứu thực nghiệm ủơn yếu tố:
Bằng phương phỏp nghiờn cứu thực nghiệm, chỳng tụi xỏc ủịnh ủược ảnh hưởng của cỏc thụng số ủến quỏ trỡnh làm việc của mỏy nghiền rơm, qua ủú lựa chọn cỏc giỏ trị thớch hợp ủể làm cơ sở tớnh toỏn, thiết kế kết cấu mỏy và chế ủộ làm việc của mẫu mỏy cần nghiờn cứu.
Như ủó ủề cập ở trờn cú rất nhiều yếu tố ảnh hưởng ủến quỏ trỡnh làm việc của mỏy nghiền rơm như: vận tốc ủầu bỳa, kớch thước lỗ sàng, lưu lượng giú qua buồng nghiền, khe hở giữa ủầu bỳa và sàng nghiền, số lượng bỳa, kiểu bỳa, kiểu tấm kờ v.v.... Chất lượng và khả năng làm việc của mỏy nghiền thường ủược ủỏnh giỏ thụng qua năng suất hoặc khả năng thụng qua, cụng suất tiờu thụ và chi phớ năng lượng riờng. Vỡ ủó cú nhiều cụng trỡnh nghiờn cứu ủó cụng bố liờn quan ủến mỏy nghiền thức ăn gia sỳc loại thụ (rơm, rạ, thõn cõy ngụ v.v…), do vậy trong khuụn khổ luận văn này nghiờn cứu thực nghiệm chỉ ủề cập ủến một số thông số chính như sau:
Cỏc yếu tố ủầu vào:
+ Lượng cấp liệu: Q, ký hiệu là x1 ( T/h)
+ Lưu lượng gió qua máy nghiền : V, ký hiệu là x2( m3/h) + ðường kính lỗ sàng nghiền ký hiệu là x3 ( mm) Cỏc yếu tố ủầu ra:
+ Công suất tiêu thụ: N, ký hiệu là Y1 ( kW)
Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn thạc sỹ Khoa học Kỹ thuật Page 36
+ Chi phí năng lượng riêng: Ne, ký hiệu là Y2( kW.h/T) + ðộ nhỏ của sản phẩm sau khi nghiền.
Cũn cỏc yếu tố khỏc như vận tốc ủầu bỳa, ủường kớnh và bề rộng buồng nghiền, kích thước búa v.v… cũng như các thiết bị phụ trợ (quạt hút, cyclon, băng tải) tớnh toỏn, ủược lựa chọn trờn cơ sở tham khảo cỏc kết quả nghiờn cứu của các tác.
- Phương phỏp xỏc ủịnh cỏc thụng số nghiờn cứu của mỏy nghiền rơm:
+ Phương phỏp xỏc ủịnh lưu lượng giú ủi qua mỏy nghiền rơm:
Lưu lượng giú qua mỏy nghiền là tớch của vận tốc giú trung bỡnh ủo tại 16 ủiểm ủỏnh dấu trờn cửa nạp liệu và kớch thước cửa nạp liệu vào mỏy nghiền.
Lưu lượng giú qua mỏy nghiền ủược ủiều chỉnh thụng qua van ủiều chỉnh (le giú) ủặt tại cửa ra của quạt hỳt. Thớ nghiệm ủược ủo cho 2 trường hợp: Khi mỏy nghiền (roto nghiền) và quạt cựng hoạt ủộng và khi mỏy nghiền dừng khụng hoạt ủộng và quạt hoạt ủộng.
Hình 2.2. Cửa máy nghiền Hình 2.3. Le gió
Cỏch ủo: cỏch ủú trong hai trường hợp: mỏy nghiền rơm và quạt cựng hoạt ủộng; mỏy nghiền khụng hoạt ủộng và quạt hỳt hoạt ủộng ủều như nhau. ðo với
Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn thạc sỹ Khoa học Kỹ thuật Page 37
từng nấc le giú tương ứng với 16 ủiểm trờn cửa mỏy nghiền. ðặt ủầu ủo vào từng vị trớ ủó ủược ủỏnh dấu trờn cửa mỏy nghiền rơm ( hỡnh 2.2). Trị số tốc ủộ giú ( m/s) ủược hiện số trờn bề mặt ủồng hồ. Tại mỗi vị trớ trờn cửa mỏy nghiền rơm ủược ủo lặp lại 3 lần sau ủú lấy giỏ trị trung bỡnh làm trị số của mỗi lần ủo.
+ ðường kính lỗ sàng nghiền (mm) :
Thụng qua ủường kớnh lỗ sàng nghiền ủể ủiều chỉnh ủộ nhỏ của rơm, rạ sau khi nghiền. ðề tài chọn thực hiện với 4 loại sàng nghiền cú ủường kớnh lỗ sàng khác nhau : Φ8mm ; Φ10mm ; Φ12mm ; Φ16mm .
+ Phương phỏp xỏc ủịnh lượng cấp liệu vào mỏy nghiền rơm.
Cấp liệu vào mỏy nghiền là băng tải cao su cú gõn dài 5m với vận tốc băng ủó ủịnh sẵn. ðể xỏc ủịnh chớnh xỏc lượng cấp liệu vào buồng nghiền, cõn trước một lượng rơm rạ nhất ủịnh, khoảng 60 – 70kg ( tương ứng với một mẻ trộn) và rải ủều trờn băng tải cao su. Vỡ vận tốc băng tải ủó biết, với khối lượng rơm rạ cần nghiền ủó cú, tớnh ủược thời gian cấp liệu vào mỏy nghiền và qua ủú là lượng cấp liệu.
- Phương phỏp xỏc ủịnh cụng suất ủiện tiờu thụ:
Cụng suất ủiện tiờu thụ của mỏy nghiền ủược xỏc ủịnh thụng qua thiết bị ủo ủiện vạn năng model MW 3500 do Anh chế tạo. Thiết bị này cú thể ủo ủiện ỏp, dũng ủiện mỗi pha, cụng suất 1 pha và cụng suất 3 pha của ủộng cơ ủiện với ủộ chớnh xỏc cao.
ðể bảo ủảm mức ý nghĩa ủật trờn 95%, tất cỏc cỏc thớ nghiệm ủược thực hiện lặp lại 3 lần.
- Phương pháp xử lý, gia công số liệu thí nghiệm. [6;7;28]
+ Kiểm tra tớnh ủồng nhất của cỏc sai số thớ nghiệm.
Vỡ thớ nghiệm cú lặp lại, do vậy tớnh ủồng nhất của cỏc sai số thớ nghiệm ủược ủỏnh giỏ thụng qua tiờu chuẩn Cooren.
Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn thạc sỹ Khoa học Kỹ thuật Page 38
G =
∑= k
j J j
S S
1 2 2
max (2.1)
Trong ủú Sj2 là phương sai tại thớ nghiệm J.
Sj2 = 1
) (
1
2
−
∑ −
=
n y y
n
i ij J
(2.2) Trong ủú: n là số lần lặp lại trong mỗi J thớ nghiệm;
i – Số lần lặp lại thứ i.
Nếu G < Gb thỡ cỏc giỏ trị phương sai ủược coi là ủồng nhất, số liệu thớ nghiệm cú thể sử dụng ủể xõy dựng mụ hỡnh toỏn học.
+ Phương pháp xây dựng mô hình toán học (phương trình) cho thí nghiệm ủơn yếu tố.
Cỏc bước xõy dựng mụ hỡnh toỏn học cho thớ nghiệm ủơn yếu tố ủược tiến hành trình tự như sau:
* Trờn cơ sở kết quả thớ nghiệm vẽ sơ bộ ủồ thị biểu diễn mỗi quan hệ giữa hai yếu tố.
* Trờn cơ sở dạng ủồ thị ủó cú, thụng qua ngõn hàng cỏc dạng ủồ thị, phương trình và với sự trợ giúp của phầm mền TCWIN, lựa chọn các phương trỡnh cú dạng ủồ thỡ tương tự như ủồ thị vẽ từ kết quả thớ nghiệm.
* Thụng qua phầm mền TCWIN, xỏc ủịnh cỏc hệ số của cỏc phương trỡnh ủó lựa chọn.
* Kiểm tra tính tương thích của các phương trình.
Vì thí nghiệm có lặp lại, do vậy tính tương thích của các phương trình ủược ủỏnh giỏ thụng qua tiờu chuẩn Fisher theo cụng thức sau:
2
2
TH TT
TT S
F = S (2.3)
Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn thạc sỹ Khoa học Kỹ thuật Page 39
Trong ủú: FTT là tiờu chuẩn Fisher tớnh toỏn;
STT - Phương sai tương thích, nó có bậc tự do là k1 = N – m.
Trong ủú: N là số thớ nghiệm; m là số hệ số cú trong phương trình;
STH - Phương sai tái hiện, nó có bậc tự do là k2 = N(n – 1).
Trong ủú n là số lần lặp lại trong mỗi thớ nghiệm.
. Phương sai tương thích tính theo công thức:
∑
=
− −
= N
j
j j
TT y y
m N S n
1
2
2 ( ˆ ) (2.4)
Trong ủú: yj là giỏ trị trung bỡnh của lần thớ nghiệm j cú lặp lại;
yˆj - Giá trị tính toán theo mô hình tại thí nghiệm j.
. Phương sai tỏi hiện xỏc ủịnh theo cụng thức:
∑=
= N
j j
TH S
S N
1 2
2 1
(2.5) Với ∑
=
− −
= n
i ji j
j y y
S n
1
2
2 ( )
1
1 (2.6) Trong ủú: yji là giỏ trị tại thớ nghiệm j và lần lặp lại thứ i
. So sánh giá trị Fisher tính toán FTT với giá trị Fisher tra bảng Fb với α = 0,05 và bậc tự do k1 = N – m; k2 = N(n - 1).
Nếu FTT < Fb thỡ mụ hỡnh tương thớch và cú thể sử dụng ủể phõn tớch, xử lý tiếp theo. Còn ngược lại thì mô hình không tương thích, không sử dụng ủược.
Trong trường hợp có nhiều mô hình cùng tương thích, ta chọn mô hình cú FTT nhỏ nhất ủể sử dụng.