Luận án Tiến sĩ: Tối ưu các thông số kết cấu và vận hành thiết bị phân ly bột mịn và hạt dùng cho sản xuất đá nhân tạo gốc thạch anh

Trong bối cảnh công nghiệp sản xuất vật liệu tiên tiến ngày càng phát triển, nhu cầu về các nguyên liệu thô có độ tinh khiết cao và phân bố kích thước hạt chính xác trở nên cực kỳ quan trọng. Đặc biệt, đối với sản xuất đá nhân tạo gốc thạch anh, quy trình phân tách bột mịn và hạt là yếu tố then chốt quyết định chất lượng sản phẩm cuối cùng. Tuy nhiên, việc đạt được hiệu suất phân ly tối ưu trong các thiết bị phân ly hiện có vẫn còn đối mặt với nhiều thách thức, liên quan đến cả thiết kế kết cấu và thông số vận hành. Nghiên cứu này nhằm mục đích giải quyết những vấn đề trên bằng cách tiến hành tối ưu hóa các thông số quan trọng, góp phần nâng cao hiệu quả sản xuất và giảm thiểu chi phí.

Các nhà nghiên cứu, kỹ sư trong lĩnh vực cơ khí, hóa học, vật liệu, đặc biệt là những người làm việc với công nghệ phân tách hạt và sản xuất vật liệu xây dựng/vật liệu tổng hợp như đá nhân tạo.

Luận án này trình bày một nghiên cứu toàn diện về tối ưu hóa các thông số kết cấu và vận hành của thiết bị phân ly khí động rotor, chuyên dùng để phân tách bột mịn và hạt trong quá trình sản xuất đá nhân tạo gốc thạch anh. Nghiên cứu tập trung vào việc cải thiện hiệu suất phân ly và độ chính xác phân loại hạt, là những yếu tố quyết định chất lượng vật liệu đầu vào cho sản phẩm cuối cùng. Phương pháp tiếp cận của luận án kết hợp giữa mô phỏng số và thực nghiệm. Cụ thể, các tác giả đã sử dụng mô hình CFD-DPM (Computational Fluid Dynamics - Discrete Phase Model) để khảo sát trường dòng khí-hạt bên trong thiết bị phân ly, đánh giá ảnh hưởng của các yếu tố như lưu lượng khí cửa thoát sản phẩm bột, tốc độ rô to, vận tốc khí nạp thứ cấp và hình dạng côn dẫn hướng. Các kết quả mô phỏng được kiểm chứng thông qua các thử nghiệm thực tế, đảm bảo độ tin cậy của mô hình và các phân tích. Giá trị ứng dụng của nghiên cứu nằm ở việc cung cấp cái nhìn sâu sắc và các hướng dẫn cụ thể để cải tiến thiết kế và chiến lược vận hành cho các thiết bị phân ly công nghiệp. Những phát hiện này không chỉ giúp nâng cao chất lượng đá nhân tạo gốc thạch anh bằng cách đảm bảo phân bố kích thước hạt đồng đều và chính xác, mà còn góp phần giảm thiểu tổn thất vật liệu, tiết kiệm năng lượng và tối ưu hóa chi phí sản xuất. Luận án mang ý nghĩa quan trọng trong việc thúc đẩy công nghệ phân tách vật liệu trong ngành công nghiệp vật liệu xây dựng và chế tạo.