Luận án Tiến sĩ Kỹ thuật cơ khí: Nghiên cứu ảnh hưởng của một số thông số chính đến độ bền khung cực phóng lọc bụi tĩnh điện

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:151

Thêm vào BST

Báo xấu

11
lượt xem 3
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Luận án Tiến sĩ Kỹ thuật cơ khí "Nghiên cứu ảnh hưởng của một số thông số chính đến độ bền khung cực phóng lọc bụi tĩnh điện" trình bày các nội dung chính sau: Tổng quan về rũ bụi trong lọc bụi tĩnh điện; Cơ sở lý thuyết va chạm hai vật rắn và độ bền mỏi cho kết cấu máy; Lập phương trình hồi quy thực nghiệm giữa gia tốc rũ bụi (a) và lực gõ búa (f) với các thông số công nghệ, xây dựng đường cong mỏi thực nghiệm cho khung cực phóng.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Luận án Tiến sĩ Kỹ thuật cơ khí: Nghiên cứu ảnh hưởng của một số thông số chính đến độ bền khung cực phóng lọc bụi tĩnh điện

NGUYỄN ANH TÙNG BỘ CÔNG THƯƠNG BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO VIỆN NGHIÊN CỨU CƠ KHÍ NGUYỄN ANH TÙNG LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT CƠ KHÍ NGHIÊN CỨU ẢNH HƢỞNG CỦA MỘT SỐ THÔNG SỐ CHÍNH ĐẾN ĐỘ BỀN KHUNG CỰC PHÓNG LỌC BỤI TĨNH ĐIỆN LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT CƠ KHÍ 2023 HÀ NỘI - 2023
BỘ CÔNG THƯƠNG BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO VIỆN NGHIÊN CỨU CƠ KHÍ NGUYỄN ANH TÙNG NGHIÊN CỨU ẢNH HƢỞNG CỦA MỘT SỐ THÔNG SỐ CHÍNH ĐẾN ĐỘ BỀN KHUNG CỰC PHÓNG LỌC BỤI TĨNH ĐIỆN LUẬN ÁN TIẾN SĨ Ngành: Kỹ thuật cơ khí Mã số: 9520103 Xác nhận của Ngƣời hƣớng dẫn Viện Nghiên cứu Cơ khí Hoàng Văn Gợt HÀ NỘI - 2023
LỜI CẢM ƠN Trong quá trình học tập và hoàn thành luận án, em luôn nhận được sự qu n t m, hư ng n tận t nh tập th n ộ gi ng y, nh kho họ v n ộ vi n h Trung t m Đ o t o s u Đ i họ , Vi n Nghi n u C kh , ộ C ng Thư ng. Em xin c m n Kho C kh – trường Đ i học Công Nghi p Hà Nội, PTN S c bền Vật li u – trường Đ i học Giao thông Vận t i, Công ty TNHH HIKI đã hỗ trợ em về mặt sở vật chất ũng như tư vấn kỹ thuật đ thực hi n thành công các thí nghi m. Đặc bi t em xin chân thành c m người hư ng d n kho họ l PGS.TS Hoàng Văn Gợt đã tận tình d y b o, hư ng d n v giúp đỡ em thực nghi m v hư ng d n trong suốt khoá học. Em xin c m n TS. Dư ng Văn Long, TS. Nguyễn Tiến Sỹ, và toàn th th y đã hư ng d n và chỉ d y cho em trong quá trình nghiên c u và học tập. Những lời khuyên, hư ng d n bổ ích c th y đã giúp em ó định hư ng và tiếp cận tốt h n v i nội dung c đề t i đ có th hoàn thành luận án. Cuối cùng em xin c m n sự giúp đỡ, động viên c gi đ nh, người th n, đồng nghi p dành cho em trong suốt thời gian làm luận án. Nghiên cứu sinh Nguyễn Anh Tùng i
LỜI CAM ĐOAN Em xin m đo n đề tài luận n: “Nghiên c u nh hưởng c a một số thông số h nh đến độ bền khung cực phóng lọc bụi tĩnh đi n” đều do em tự thực hi n ư i sự hư ng d n c a người hư ng d n kho họ l PGS.TS Hoàng Văn Gợt. Nội ung luận án này là công trình nghiên c u khoa học c a b n th n. Đ hoàn thành luận án này, em chỉ sử dụng những tài li u đã ghi trong mục tài li u tham kh o mà không dùng bất c tài li u nào khác. Không hề có sự sao chép, gian lận kết qu c a bất kỳ công trình nghiên c u nào khác. Nghiên cứu sinh Nguyễn Anh Tùng ii
MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN ............................................................................................. i LỜI CAM ĐOAN ...................................................................................... ii MỤC LỤC ................................................................................................iii DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CÁC CHỮ VIẾT TẮT ...................... vii DANH MỤC BẢNG BIỂU ....................................................................... ix DANH MỤC HÌNH .................................................................................. xi MỞ ĐẦU .................................................................................................... 1 1. Tính cấp thiết ..................................................................................................... 1 2. Mục tiêu............................................................................................................. 2 3. Đối tượng nghiên c u........................................................................................ 2 4. Ph m vi nghiên c u ........................................................................................... 2 5. Phư ng ph p nghi n u ................................................................................... 2 6. Ý nghĩ kho học và thực tiễn........................................................................... 3 6.1 Ý nghĩ kho học............................................................................................. 3 6.2 Ý nghĩ thực tiễn ............................................................................................. 3 7. Những đóng góp m i ........................................................................................ 3 CHƢƠNG 1. TỔNG QUAN VỀ RŨ BỤI TRONG LỌC BỤI TĨNH ĐIỆN .... 5 1.1 Nguyên lý thu bụi bằng đi n ........................................................................... 5 1.2 Phân lo i lọc bụi tĩnh đi n............................................................................... 6 1.2.1 Phân lo i theo chiều dòng khí chuy n động ................................................ 6 1.2.2 Phân lo i theo tr ng thái bụi......................................................................... 6 1.3 Cấu t o chung c a thiết bị lọc bụi bằng đi n nằm ngang ............................... 7 1.3.1 S đồ nguyên lý cấu hình c a lọc bụi tĩnh đi n ........................................... 7 1.3.2 Cấu t o h thống lọc bụi tĩnh đi n nằm ngang............................................. 7 1.4 C hế lắng bụi trong buồng lọc bụi tĩnh đi n .............................................. 11 1.4.1 Lự tĩnh đi n c a h t bụi ............................................................................ 11 1.4.2 T i trọng gây mỏi trên khung cực phóng ................................................... 12 iii
1.5 Gi i thi u về độ bền mỏi ............................................................................... 12 1.5.1 Những khái ni m n về lý thuyết mỏi ................................................. 12 1.5.2 Những chỉ tiêu phá huỷ mỏi ....................................................................... 14 1.5.3 B n chất sự phá huỷ mỏi ............................................................................ 15 1.5.4 Độ bền vật li u c a kết cấu và các chỉ ti u đ nh gi ................................. 17 1.6 Cấu t o c a khung cực phóng ....................................................................... 20 1.7 Các yếu tố nh hưởng đến độ bền mỏi c a khung cực phóng và gia tố rũ ụi . 22 1.8. Tình hình nghiên c u độ bền mỏi trong nư c và trên thế gi i .................... 22 1.8.1 Tình hình nghiên c u trên thế gi i ............................................................. 22 1.8.2 Tình hình nghiên c u trong nư c ............................................................... 24 1.9 X định nhi m vụ nghiên c u c a luận án .................................................. 26 1.9.1 Kết qu về nghiên c u thiết kế, chế t o và ng dụng ................................ 26 1.9.2 Kết qu về đ o t o ...................................................................................... 27 1.9.3 Những vấn đề tồn t i cần ph i được nghiên c u........................................ 28 1.9.4 Nhi m vụ c đề tài luận án................................................................. 28 KẾT LUẬN CHƯƠNG 1 .................................................................................... 29 CHƢƠNG 2. CƠ SỞ LÝ THUYẾT VA CHẠM HAI VẬT RẮN VÀ ĐỘ BỀN MỎI CHO KẾT CẤU MÁY ............................................................. 30 2.1 C sở lý thuyết va ch m c a hai vật rắn ....................................................... 30 2.2 Lý thuyết va ch m xuyên tâm c a hai vật chuy n động tịnh tiến ................ 32 2.2.1 C phư ng tr nh v h m ......................................................................... 33 2.2.2 Sóng ng suất và gia tố rũ ụi .................................................................. 34 2.2.3 Gi i h n gia tố rũ ụi ............................................................................... 35 2.3 Ứng dụng bài toán va ch m xây dựng mô hình c a bộ gõ rũ ụi kh ...... 35 2.3.1 Nguyên lý ho t động c ú gõ rũ ụi và khung cực phóng.................... 35 2.3.2 Mô hình va ch m và lập công th c tính ..................................................... 36 2.4 C sở t nh to n độ bền khung cực phóng...................................................... 42 2.4.1 Cấu t o c a bộ gõ rũ ụi và nguyên lý ho t động ...................................... 42 2.4.2 C sở ho t nh to n độ bền khung cực phóng ............................................ 43 iv
2.5 C sở lý thuyết c a bền mỏi chi tiết d ng kết cấu khung ............................. 46 2.5.1 Các d ng bi u đồ c a khung d ng chữ П hịu mô men uốn...................... 46 2.5.2 C sở v phư ng ph p x y ựng đường cong mỏi cho chi tiết và bộ phận máy ...................................................................................................................... 46 2.5.3 Phư ng ph p x y ựng đường cong mỏi cho khung cực phóng ............... 48 2.5.4 Chu kỳ v đập c a búa lên khung cực phóng ............................................ 48 KẾT LUẬN CHƯƠNG 2 .................................................................................... 49 CHƢƠNG 3. MÔ HÌNH THỰC NGHIỆM VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU .. 51 3.1 Mô hình thực nghi m .................................................................................... 51 3.2 Mô hình buồng lọc thực tiễn v phư ng ph p x định lượng bụi bám trên khung cực phóng ............................................................................................. 54 3.3 M u thử ki m bền mỏi khung cực phóng ..................................................... 55 3.3.1 M u ki m bền kéo ..................................................................................... 55 3.3.2 M u thử bền mỏi ........................................................................................ 55 3.4 Trang thiết bị đo lường trong thí nghi m ...................................................... 57 3.4.1 Trang thiết bị đo gia tốc ............................................................................. 57 3.4.2 Thiết bị đo lực búa gõ ................................................................................ 65 3.5 Chu kỳ gõ và tuổi bền mỏi c a khung cực phóng......................................... 72 3.6 Phư ng ph p nghi n u ............................................................................... 73 3.6.1 Phư ng ph p nghi n u lý thuyết ............................................................ 73 3.6.2 Nghiên c u phư ng ph p thiết kế thực nghi m ......................................... 73 3.6.3 Phư ng ph p thực nghi m xây dựng đường cong mỏi thực nghi m ......... 75 3.6.4 X định d ng hàm hồi quy lan truyền gia tốc .......................................... 75 3.6.5 Phư ng ph p tối ưu hó đ mục tiêu lực gõ (F) c a búa ........................... 76 KẾT LUẬN CHƯƠNG 3 .................................................................................... 77 CHƢƠNG 4. LẬP PHƢƠNG TRÌNH HỒI QUY THỰC NGHIỆM GIỮA GIA TỐC RŨ BỤI (A) VÀ LỰC GÕ BÚA (F) VỚI CÁC THÔNG SỐ CÔNG NGHỆ, XÂY DỰNG ĐƢỜNG CONG MỎI THỰC NGHIỆM CHO KHUNG CỰC PHÓNG ............................................................................ 79 v
4.1 X định các tham số thực nghi m ............................................................... 79 4.1.1 Gi i h n gia tố rũ ụi trong chi tiết d ng trục .......................................... 79 4.1.2 Gi i h n c h m lượng bụi đầu vào buồng lọ η (mg/Nm3) .................... 79 4.1.3 Lựa chọn các tham số thực nghi m............................................................ 80 4.2 Kết qu thực nghi m trên mô hình buồng lọc ............................................... 80 4.2.1 Mụ đ h thực nghi m................................................................................ 80 4.2.2 Phư ng ph p đo th ng số thực nghi m ............................................... 80 4.2.3 Kết qu thực nghi m .................................................................................. 81 4.3 Xây dựng đồ thị kết qu đo gi tố tr n 9 đi m khung cực phóng ............... 91 4.4 X định hàm hồi quy thực nghi m .............................................................. 92 4.4.1 Tổng quan chung ........................................................................................ 92 4.4.2 Thực nghi m sàng lọc ................................................................................ 93 4.4.3 Thiết kế thí nghi m sàng lọc ...................................................................... 94 4.4.4 X định các yếu tố nh hưởng h nh đến gia tố rũ ụi (a) ..................... 94 4.4.5 Phân tích thí nghi m các nhân tố nh hưởng đến lực gõ (F) ................... 103 4.5 Xây dựng đồ thị hàm hồi quy phân bố gia tốc (a) trên khung cực phóng .. 110 4.6 Thực nghi m x định biến thiên gia tốc trên khung cực phóng ................ 112 4.7 Lập phư ng trình quan h giữa lực gõ (F) v i gia tố rũ ụi (a) ................ 114 4.8 T nh to n độ bền mỏi c a khung cực phóng ............................................... 114 4.8.1 Phư ng n t nh độ bền khung cực phóng ................................................. 115 4.8.2 Tính tuổi bền mỏi c a khung cực phóng làm vi 7 năm ........................ 115 4.9 Xây dựng đường cong mỏi cho khung cực phóng ...................................... 115 4.9.1 Thử bền m u kéo theo m u kéo phù hợp tiêu chuẩn TCVN 197-1:2014 “Vật li u kim lo i - Thử kéo - Phần 1: Phư ng pháp thử ở nhi t độ phòng” ... 115 4.9.2 C ư c xây dựng đường cong mỏi thực nghi m cho khung cực phóng .. 117 KẾT LUẬN CHƯƠNG 4 .................................................................................. 123 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ................................................................ 125 DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH ĐÃ CÔNG BỐ CỦA LUẬN ÁN ... 127 TÀI LIỆU THAM KHẢO ..................................................................... 128 vi
DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CÁC CHỮ VIẾT TẮT Ký hiệu, Ý nghĩa chữ viết tắt Đơn vị viết tắt H Chiều cao c a khung cực phóng m B Bề rộng c a khung cực phóng m t Chiều dày thành ống khung cực phóng mm W Bề rộng c a buồng L TĐ m  H m lượng bụi trư c và sau buồng lọc mg/Nm3 m1 Khối lượng c a búa gõ kg m2 Khối lượng c a khung cực phóng kg h Chiều or i a búa m g Gia tốc trọng trường m/s2 R Bán kính quay c a búa gõ m Ftn Giá trị thực nghi m lực gõ c a búa kN Ftt Giá trị tính toán lực gõ c a búa kN ρ Khối lượng riêng g/cm3 E Mo ul đ n hồi N/mm2 G Mo ul đ n hồi trượt N/mm2 υ H số poisson D Độ c ng c a chi tiết N/mm2 a Gia tố rũ ụi m/s2 a* Gia tốc t i h n đ m b o kh năng rũ ụi m/s2 max Ứng suất l n nhất t i đi m nguy hi m c a khung cực phóng MPa ε H số biến d ng n Số lần gõ c a búa trong 1 vòng quay c a trục Lần/ph L TĐ Lọc bụi tĩnh đi n MODAL Phần mềm ph n t h o động ANSYS Phần mềm thiết kế và phân tích vii
CAE Computer Aided Engineering (Mô phỏng và phân tích) FEM Finite Element Method (Phư ng ph p phần tử hữu h n) element method ANOVA Analysis ph Variance (Ph nht n) phư ng s i) (Phư ng of p phần tử hữu h ESP Electrostatic Precipitator System (H thống thiết ị lọ ụi tĩnh đi n) OLS SPSS Or in ry Le stụiSqu re (Phư ng ph p nh phư ng nhỏ (H thống lọ tĩnh đi n) nhất) Statistical Package for the Social Sciences GA Geneti Algorithm (Gi i thuật i truyền) (Phư ng pháp phân tích thống kê) σ-1 Ứng suất ền mỏi thự nghi m khung ự phóng MPa F Lự ú gõ N P Lự o khối lượng khung t ụng l n khung ực N phóng tr n s đồ lự [65] σm Ứng suất mỏi khung ự phóng MPa Mu Mômen uốn Nm Gxl Xung lự ú gõ N.s m Ứng suất mỏi khung ự phóng MPa N Số hu kỳ ền mỏi khung ự phóng tr n đường ong Chu kỳ П H số hỉ ti u đồng ng ph h y mỏi No Chu kỳ ền mỏi tư ng ng v i ng suất ền gi i h n ền thự nghi m Chu kỳ Ki+1/Ki Tỷ số gi trị gi tố t i 2 đi m liền kề khung viii
DANH MỤC BẢNG BIỂU STT Ký hiệu Nội dung Trang 1 3.1 Th ng số kỹ thuật m iến lự p đi n 66 Kistler 9340A1 2 3.2 Thời gi n l m vi ú gõ theo trường tĩnh 69 đi n 3 3.3 Gi trị đối số kết qu th nghi m đo gi tố thự 73 nghi m 4 4.1 Kết qu t nh to n lự (F) theo lý thuyết 78 5 4.2 Kết qu đo lự v h m (Ftn) v xung lự (Gxl) 79 thự nghi m 6 4.3 S i số lự v h m thự nghi m - tính toán 79 7 4.4 Kết qu đo xung lự Gxl (N.s) 79 8 4.5 Kết qu đo Fmax (N) 80 9 4.6 S đồ đo gi tố (theo h nh 4.1) 87 10 4.7 Gi trị đo ho th nghi m m= 6kg, h= 0,49m 87 11 4.8 Gi trị đo ho th nghi m m= 7kg, h= 0.49m 87 12 4.9 Gi trị đo ho th nghi m m= 8kg, h= 0.49m 87 13 4.10 M th m số khối lượng kh o s t 90 14 4.11 Giá trị các thông số đầu vào 91 15 4.12 Ma trận thí nghi m L9 (32 +3) và kết qu đo gi 92 tố rũ ụi 16 4.13 B ng ph n t h phư ng s i (Analysis of Variance) 95 17 4.14 Ma trận thí nghi m ư c 2 và kết qu đo gi tốc 97 rũ ụi (a) 18 4.15 B ng ph n t h phư ng s i (An lysis of V ri n e) 98 ix
19 4.16 H số mã hóa (Coded Coefficients) 99 20 4.17 Giá trị các thông số đầu vào 100 21 4.18 Ma trận thí nghi m thăm ò v kết qu đo lự rũ 101 bụi 22 4.19 Kết qu ph n t h phư ng s i 102 23 4.20 M trận th nghi m ư 2 v kết qu đo lự gõ F 103 24 4.21 ng ph n t h phư ng s i (An lysis of V ri n e) 105 25 4.22 Kết qu đo 9 đi m tr n ầm khung ự phóng 107 26 4.23 Gi trị tư ng qu n lự gõ (F) v i gi tố trung 110 bình (a) 27 4.24 Kết qu thử ền kéo tr n m u kéo đồng ng 112 khung ự phóng 28 4.25 Th ng số th nghi m x y ựng đường ong mỏi 117 CT3 29 4.26 ộ th ng số ng suất mỏi ho khung ự phóng 117 x
DANH MỤC HÌNH STT Ký hiệu Nội dung Trang 1 1.1 S đồ nguy n lý thu ụi tĩnh đi n 5 2 1.2 S đồ nguy n lý ấu h nh thiết ị lọ ụi tĩnh 7 đi n nằm ng ng v i thiết ị li n qu n 3 1.3 S đồ kết ấu 3D uồng lọ ụi tĩnh đi n nằm 8 ngang 4 1.4 S đồ nguy n lý h thống đi n L TĐ nằm 8 ngang 5 1.5 Khung th nh ự phóng tr n m h nh uồng lọ 9 L TĐ nằm ng ng 6 1.6 Mô hình treo khung ự phóng đồng ộ v i tấm 10 ự lắng 7 1.7 Mô hình nguyên lý lọ ụi trong trường tĩnh đi n 10 8 1.8 H nh nh thiết ị L TĐ nằm ng ng, nh m y nhi t 11 đi n Vũng Áng 9 1.9 M h nh i huy n phần tử ụi trong uồng 11 tĩnh đi n 10 1.10 S đồ nguy n lý huy n động h t ụi trong 12 uồng lọ 11 1.11 Hình nh bộ khung cực phóng lắp trong mô hình 20 buồng lọc 12 2.1 M h nh quy luật iến đổi lự trong v h m theo 30 thời gi n 13 2.2 S đồ v h m xuy n t m h i vật rắn 32 xi
14 2.3 M h nh hó v h m ú gõ v o ầm ư i 35 khung ự phóng 15 2.4 Mô h nh lự v h m ph n tố vật rắn khi v 37 h m 16 2.5 M h nh v h m ọ trụ ú v th nh 39 17 2.6 M h nh 3D kết ấu ộ gõ rũ ụi v i ầm 41 khung ự phóng 18 2.7 ú gõ ị gãy o mỏi 43 19 2.8 Rụng g i th nh ự phóng o rung động ởi lự 43 gõ (F) ú ó hu kỳ 20 2.9 H nh nh gãy khung ự phóng o rung động ởi 44 lự gõ (F) ú ó hu kỳ 21 2.10 Mòn đầu g i th nh đi n ự o mòn họ ởi 44 phần tử ụi v nhi t từ phóng đi n 22 2.11 Tấm ự lắng ị r h o mỏi ởi xung lự (F) v 44 đập ó hu kỳ 23 2.12 S đồ lự tập trung t ụng l n đầu ầm tr n 45 khung ng hữ П 24 2.13 Đồ thị m phỏng đường ong thự nghi m qu n 46 h giữ ng suất mỏi σmax v hu kỳ lự t ụng N 25 2.14 S đồ nguy n lý ho t động ú gõ trong lọ 48 ụi tĩnh đi n 26 3.1 M h nh tĩnh khung ự phóng trong uồng lọ t i 49 xưởng thự nghi m Vi n Nghi n u C kh 27 3.2 n vẽ 2D khung ự phóng 50 xii
28 3.3 n vẽ 3D Solidwork ụm khung ự phóng 51 29 3.4 Mô hình hóa nguy n lý rũ ụi ho khung ự 51 phóng 30 3.5 n vẽ m u ền kéo 53 31 3.6 n vẽ m u ền mỏi 54 32 3.7 H nh ng 3 lo i ú v h nh nh g đặt tr n 55 khung ự phóng 33 3.8 ố tr v lắp đặt ộ thiết ị đo gi tố 55 34 3.9 S đồ huy n đổi t n hi u đo 56 35 3.10 ộ xử lý t n hi u rüel & Kjær LAN-XI Type 56 3160-B-042 36 3.11 S đồ nguy n lý m iến đo gi tố v rung 57 37 3.12 S đồ ấu t o gi tố kế p đi n 57 38 3.13 H nh nh m iến gi tố kế sử ụng 57 39 3.14 S đồ gắn m iến trong khung ự phóng tr n 58 thự đị 40 3.15 H nh nh thiết ị hi u huẩn Calibration Exciter 58 type 4294 41 3.16 S đồ lưu tr nh đo gi tố theo phần mềm 59 hãng Hottinger rüel & Kjær (Đ n M h) 42 3.17 Đ nh ấu vị tr hiều or i 60 43 3.18 Gi o i n phần mềm đo gi tố 60 44 3.19 Ảnh vị tr g lắp qu ú v đe 61 45 3.20 Th o t F5 tr n phần mềm trư khi th qu ú 61 đ sẵn s ng đo 46 3.21 Th o t F2 tr n phần mềm s u v h m đ lưu 62 xiii
kết qu t i đi m đo 47 3.22 Lưu tr nh th nghi m lự gõ ú 63 48 3.23 Đe ú trụ đặ 63 49 3.24 lắp m iến h n th y thế vị tr đe ú ( nh s n 64 phẩm gi ng) 50 3.25 H nh nh m t vị tr đo lự gõ ó kết nối v i ộ 64 thu t n hi u v m y t nh 51 3.26 H nh nh hi n thị kết qu trự tiếp tr n phần mềm 65 DEWESoft 52 3.27 ộ thu ữ li u DEWESoft 43A 65 53 3.28 M t nguy n lý p đi n (vật li u p đi n l th h 65 anh) 54 3.29 C m iến lự Piezo For e sensor Kistler 9340A1 66 55 3.30 H nh nh lập tr nh huẩn ị thự hi n th nghi m 67 56 3.31 Vị tr qu ú v h mv i m iến lự 68 57 3.32 S đồ đo lự v h m ú v gi tố tr n 72 khung ự phóng 58 4.1 Đồ thị so s nh kết qu thự nghi m v t nh to n 80 lự v h m 59 4.2 Đồ thị đo 9 đi m h nh tr n khung ự phóng 88 60 4.3 S đồ nguy n lý v h m c a búa gõ 89 61 4.4 Đồ thị nh hưởng c a các nhân tố t i gia tốc (a) 93 62 4.5 Bi u đồ Pareto đ nh gi m độ các yếu tố nh 94 hưởng t i gia tốc (a) 63 4.6 Đồ thị các nh hưởng tư ng t c a các biến 95 64 4.7 Đồ thị nh hưởng nh n tố t i F 101 xiv
65 4.8 i u đồ Pareto đ nh gi m độ yếu tố nh 102 hưởng t i F 66 4.9 i u đồ P reto m độ nh hưởng nh n tố 105 t iF 67 4.10 Đồ thị ph n ố gi tố ( ) tr n khung ự phóng theo 108 h m lũy thừ 68 4.11 Đồ thị ph n ố gi tố rũ ụi ( ) t i 9 vị tr lắp th nh 109 gi khung ự phóng 69 4.12 Thiết ị ki m ền kéo t i trường ĐH GTVT 113 70 4.13 H nh nh đo th m số t i hi n trường ó trợ giúp 114 m y t nh tr n khung ự phóng 71 4.14 Đường ong ền kéo m u thử tr n m y hãng 115 United Calibration Corporation 72 4.15 Đường ong mỏi thép CT3 – th nghi m tr n 116 m u thử ti u huẩn 73 4.16 Đường ong mỏi khung ự phóng 118 xv
MỞ ĐẦU 1. Tính cấp thiết Theo Bộ Xây dựng c nư c hi n có 29 nh m y đi n th n đ ng ho t động, như vậy có 58 tổ m y ng suất từ 200 MW đến 600 MW v i kho ng gần 120 lò h i đốt th n th i kh ụi r m i trường v i một khối lượng l n. H m lượng ụi kh th i r khỏi lò h i kho ng 250 đến 350 mg/Nm3 v y u ầu h m lượng ụi th i r m i trường (tùy theo đị n đặt nh m y) ph i đ t từ 50 mg/Nm3 đến 100 mg/Nm3 [3]. Lọ ụi ằng đi n òn gọi l lọ ụi tĩnh đi n (L TĐ) l thiết ị ó kh năng đ p ng y u ầu trên. C ự đượ ấp đi n o p một hiều ỡ từ v i hụ ho đến v i trăm (kV) đ t o th nh một đi n trường ó ường độ l n. Dòng kh ụi đi qu uồng lọ ó lắp h ự phóng đi n làm ion hoá phần tử ụi (m ng đi n t h âm) v i k h thư siêu nhỏ y l lửng ị hút v o ề mặt tấm ự lắng (m ng đi n t h ư ng). Thiết bị quan trọng nhất trong L TĐ là buồng lọc v i bộ cực phóng có kết cấu là bộ khung được lắp các thanh gai phóng đi n làm ion hóa các phần tử bụi và tấm cực lắng (m ng đi n tích âm) [3,29]. T i Vi t Nam trong hàng chụ năm qu thiết bị L TĐ v n ph i nhập ngo i đồng bộ từ nư c ngoài. Thời gian gần đ y Vi n Nghiên c u C kh – Bộ C ng Thư ng đã thiết kế v đư v o ng dụng thành công t i các nhà máy nhi t đi n Vũng Áng 1, Thái Bình 1 và Nghi S n 2. Bộ cực phóng khi bị hư, hỏng d n đến ph i dừng ho t động nh m y đ khắp phục, gây thi t h i rất l n ho ng nh đi n. Trong khi c nư ó h ng trăm thiết bị L TĐ đ ng ho t động. Đ y l vấn đề đ ng ph i quan tâm nghiên c u c a các nhà khoa họ nư c ta. Do vậy, vi c nghiên c u đ có gi i pháp khoa học x định độ bền cho khung cực phóng chịu lự v đập (F) phù hợp có chu kỳ c a búa gõ và gia tố rũ ụi (a) v n là vấn đề có tính cấp thiết t i Vi t Nam hi n nay. 1
2. Mục tiêu - ằng thự nghi m tr n m h nh tĩnh kết hợp m h nh trong thự tiễn uồng lọ ùng ng suất x định nh hưởng 3 th ng số đượ tối ưu hó : khối lượng ú (m), hiều o r i (h) v h m lượng ụi (η) đầu v o uồng lọ đ thỏ mãn gi tố rũ ụi ( ) v đ p ng lự gõ (F) ú ; - ằng thự nghi m tr n khung ự phóng trong mô hình tĩnh uồng lọ ụi kết hợp ng ụng ki m ền m u thử đồng ng, x y ựng đượ đường cong mỏi qu n h giữ ng suất ền mỏi (σm) v tuổi ền (N) khung ự phóng. 3. Đối tƣợng nghiên cứu Mô hình tĩnh và mô hình trong thục tiễn c a uồng lọ ụi L TĐ nằm ng ng đ thự nghi m tối ưu hó 3 th ng số: khối lượng ú (m), hiều o r i (h) v h m lượng ụi (η) đầu v o uồng lọ đ p ng hỉ ti u đầu r l gi tố rũ ụi ( ) v lự (F) gõ ú . 4. Phạm vi nghiên cứu - Thự nghi m tr n m h nh tĩnh kết hợp m h nh trong thự tiễn uồng lọ trong L TĐ nằm ng ng đ tối ưu hó 3 th ng số: khối lượng ú (m), hiều o r i (h) v h m lượng ụi (η) đầu v o uồng lọ ụi. - Trong nghi n u xét trường hợp khung ự phóng hịu lự va h m (F) ú ó hu kỳ kh ng đối x ng (nghĩ l h số đối x ng r = Pmin/ Pmax = 0) và lự li n qu n: khối lượng tĩnh khung ự phóng v khối lượng ụi m tr n ộ khung ự phóng, xung lự . Kh ng xét ền mỏi o nhi t độ, kh ng xét mòn họ o ụi t ụng v o h thống kim phóng đi n tr n th nh g i. 5. Phƣơng pháp nghiên cứu - Ứng dụng thiết kế sàng lọ L9 đ x định các biến đầu l m sở xây dựng quy ho ch thực nghi m iến đầu v o gồm: khối lượng ú (m), hiều or i ú (h) v lượng ụi m tr n khung ự phóng đặ trưng l h m 2
lượng ụi (η) đầu v o uồng lọ nh hưởng đến hỉ ti u đầu r l gi tố rũ ụi (a) cho khung ự phóng v lự gõ (F) ú ; - Ứng ụng phư ng ph p ki m ền m u đồng ng v i khung ự phóng theo ti u huẩn Vi t Nam TCVN 8185:2009 “Vật li u kim lo i – thử mỏi – phư ng ph p đặt lực dọc trụ điều khi n đượ ” đ xây dựng đường cong ền mỏi thự nghi m ho khung ự phóng. 6. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn 6.1 Ý nghĩa khoa học - ằng thự nghi m tr n m h nh tĩnh v m h nh trong thự tiễn uồng lọ thiết ị L TĐ nằm ng ng tối ưu hó 3 th ng số: khối lượng ú (m), hiều o r i (h) v h m lượng ụi (η) đầu v o uồng lọ đ p ng gi tố rũ ụi ( ) khung ự phóng v lự v h m (F) ú ; - ằng thự nghi m tr n m h nh ự phóng v i ng ụng ki m ền m u đồng ng x y ựng đượ đường ong mỏi thự nghi m theo lý thuyết t gi . P. Kog iev [67] qu n h giữ ng suất ền mỏi (σm) v tuổi ền t nh ằng hu kỳ (N). 6.2 Ý nghĩa thực tiễn - Kết qu nghi n u ó kh năng ng ụng đ thiết kế ho ộ khung ự phóng ho uồng lọ L TĐ nằm ng ng ó ph n ố lự tr n khung ự phóng t i vị tr ó lự đặt kh nh u v ho thiết ị L TĐ ng suất kh nhau. - Kết qu nghi n u ũng ó th sử ụng l m t i li u th m kh o trong ng t gi ng y v nghi n u. 7. Những đóng góp mới - ằng thự nghi m tr n m h nh tĩnh kết hợp m h nh uồng lọ trong thự tiễn ó ùng ng suất thiết ị L TĐ nằm ng ng tối ưu hó 3 th ng số: khối lượng ú (m), hiều o r i (h) v h m lượng ụi (η) đầu vào 3