Tóm tắt Luận án Tiến sĩ Kỹ thuật: Nghiên cứu ảnh hưởng của màn chắn bọt khí tới cường độ sóng xung kích trong môi trường nước

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:27

Thêm vào BST

Báo xấu

2
lượt xem 1
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Tóm tắt Luận án Tiến sĩ Kỹ thuật "Nghiên cứu ảnh hưởng của màn chắn bọt khí tới cường độ sóng xung kích trong môi trường nước" được nghiên cứu với mục tiêu: Nghiên cứu, phân tích cơ sở lý thuyết chung của quá trình lan truyền sóng nổ trong môi trường nước và quá trình suy giảm cường độ SXK khi đi qua MCBK dạng đơn và dạng hệ MCBK; Thiết lập phương pháp tính toán áp suất dư trên mặt SXK khi đi qua MCBK theo phương pháp đồng dạng tác dụng nổ.

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Tóm tắt Luận án Tiến sĩ Kỹ thuật: Nghiên cứu ảnh hưởng của màn chắn bọt khí tới cường độ sóng xung kích trong môi trường nước

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ QUỐC PHÒNG VIỆN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ QUÂN SỰ TRẦN ĐỨC VIỆT NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA MÀN CHẮN BỌT KHÍ TỚI CƯỜNG ĐỘ SÓNG XUNG KÍCH TRONG MÔI TRƯỜNG NƯỚC Ngành : Cơ kỹ thuật Mã số : 9 52 01 01 TÓM TẮT LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT Hà Nội - 2025
Công trình được hoàn thành tại: VIỆN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ QUÂN SỰ /BỘ TỔNG THAM MƯU Người hướng dẫn khoa học: PGS. TS. Đàm Trọng Thắng TS. Nguyễn Phú Thắng Phản biện 1: GS. TS. Nguyễn Thái Dũng Học viện Kỹ thuật quân sự Phản biện 2: PGS. TS. Trần Quang Hiếu Trường Đại học Mỏ - Địa chất Phản biện 3: PGS. TS Trịnh Hồng Anh Viện Khoa học và Công nghệ quân sự Luận án được bảo vệ trước Hội đồng đánh giá luận án TS cấp Viện, họp tại Viện KH-CNQS vào hồi .... giờ .... phút, ngày ..... tháng .... năm 2025. Có thể tìm hiểu luận án tại: - Thư viện Viện Khoa học và Công nghệ quân sự - Thư viện Quốc gia Việt Nam.
1 MỞ ĐẦU 1. Tính cấp thiết của đề tài luận án Nước ta là một bán đảo với gần 3260 km đường biển. Để thực hiện chiến lược bảo vệ, khai thác và phát triển tiềm năng của biển, nhiều công trình kinh tế, quốc phòng trên biển đã, đang và sẽ được xây dựng, trong đó đa số các công trình đều sử dụng nổ dưới nước khi thi công. Thực tiễn đặt ra các yêu cầu không chỉ cần khai thác hiệu quả phương pháp nâng cao hiệu quả nổ dưới nước, mà cần giải quyết tốt vấn đề an toàn đối với công trình, phương tiện trong nước trước tác động từ vụ nổ thi công cũng như từ các vụ nổ hủy bom đạn, thủy lôi dưới nước… Màn chắn bọt khí (MCBK) là một vùng không gian trong môi trường nước chứa rất nhiều các bóng khí nhỏ, khi được thiết kế với bộ thông số phù hợp thì có thể làm tăng tác dụng của nổ hoặc làm suy giảm cường độ sóng xung kích (SXK) trong nước. Mặc dù đã có không ít các nghiên cứu trên thế giới về việc sử dụng bóng khí hay MCBK để điều khiển trường SXK trong nước nhưng vẫn chưa có các nghiên cứu toàn diện về điều khiển làm suy giảm SXK trong nước bằng hệ MCBK. Ở Việt Nam thì hầu như chưa có nghiên cứu nào về vấn đề này. Ngoài ra, đây cũng là hướng nghiên cứu liên quan đến việc phát triển một số loại vũ khí, trang bị quân sự hoạt động dưới nước nên chúng cũng không được công bố rộng rãi. Chính vì vậy, đề tài “Nghiên cứu ảnh hưởng của màn chắn bọt khí tới cường độ sóng xung kích trong môi trường nước” là một hướng nghiên cứu có tính cấp thiết, có ý nghĩa khoa học và thực tiễn. 2. Mục tiêu nghiên cứu của luận án - Nghiên cứu, phân tích cơ sở lý thuyết chung của quá trình lan truyền sóng nổ trong môi trường nước và quá trình suy giảm cường độ SXK khi đi qua MCBK dạng đơn và dạng hệ MCBK. - Xây dựng mô hình thí nghiệm và nghiên cứu thực nghiệm về qui luật suy giảm cường độ SXK trong môi trường nước khi đi qua MCBK. - Thiết lập phương pháp tính toán áp suất dư trên mặt SXK khi đi qua MCBK theo phương pháp đồng dạng tác dụng nổ. 3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu của luận án * Đối tượng nghiên cứu: quá trình lan truyền SXK do nổ trong môi trường nước qua môi trường MCBK. * Phạm vi nghiên cứu: Về lý thuyết, nghiên cứu biện luận qui luật suy giảm cường độ SXK do nổ lan truyền trong môi trường nước khi đi qua màn chắn phẳng dạng hỗn hợp nước - bọt khí trên cơ sở kế thừa phương trình trạng thái của môi trường nước chứa bọt khí và quan điểm
2 về sự tồn tại hiệu ứng phản xạ, khúc xạ sóng tại bề mặt phân cách giữa hai môi trường có độ cứng truyền âm thay đổi. Về thực nghiệm, nghiên cứu thực nghiệm trên mô hình đề xuất trong điều kiện tác động nổ ngầm. 4. Nội dung nghiên cứu của luận án - Nghiên cứu ứng dụng phương trình trạng thái của môi trường nước chứa bọt khí để thiết lập qui luật phụ thuộc của áp suất vào tỷ lệ thể tích bọt khí. - Nghiên cứu thiết lập mô hình lan truyền sóng nổ cầu và sóng nổ phẳng trong môi trường nước qua MCBK (dạng đơn và dạng hệ gồm nhiều MCBK đơn). - Nghiên cứu thực nghiệm nổ trên mô hình và ngoài thực địa về qui luật suy giảm áp suất trên mặt SXK trong nước khi đi qua MCBK. - Nghiên cứu đề xuất phương pháp tính toán áp suất trên mặt SXK trong nước khi đi qua MCBK và giải pháp công nghệ áp dụng vào thực tiễn. 5. Phương pháp nghiên cứu của luận án Phương pháp nghiên cứu: nghiên cứu lý thuyết kết hợp với thực nghiệm và ứng dụng công nghệ thông tin để khảo sát, thiết lập và phân tích các qui luật thực nghiệm. - Phương pháp nghiên cứu lý thuyết: giải tích, phân tích, lý thuyết đồng dạng tác dụng nổ và lý thuyết lượng nổ ảo. - Phương pháp nghiên cứu thực nghiệm: nổ thí nghiệm trên mô hình bể thử nghiệm và nổ thí nghiệm thực tế ngoài hiện trường. 6. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của luận án * Ý nghĩa khoa học của luận án: góp phần hoàn thiện hệ thống lý thuyết về tác dụng làm suy giảm cường độ SXK do nổ trong nước phụ thuộc vào các thông số đặc trưng của MCBK đơn và hệ MCBK. * Ý nghĩa thực tiễn của luận án: các qui luật thực nghiệm và phương pháp tính toán áp suất trên mặt SXK trong môi trường nước khi đi qua MCBK do luận án đề xuất cho phép người kỹ sư dễ dàng tính toán, thiết kế MCBK sử dụng trong thực tế để giảm thiểu tác dụng có hại của SXK đến công trình và các đối tượng cần bảo vệ. Kết quả nghiên cứu có thể phục vụ công tác nghiên cứu, đào tạo, cũng như góp phần luận giải một số vấn đề trong lĩnh vực sử dụng MCBK điều khiển trường SXK trong môi trường nước. 7. Bố cục luận án Ngoài phần mở đầu, danh sách 6 công trình khoa học đã công bố, danh mục 96 tài liệu tham khảo và phần phụ lục thì luận án được trình bày trên 4 chương nội dung và phần kết luận.
3 Chương 1 TỔNG QUAN VỀ NỔ DƯỚI NƯỚC 1.1. Phân loại các dạng nổ dưới nước Nổ dưới nước đã được sử dụng rộng rãi không chỉ trong quân sự mà còn trong rất nhiều ngành kinh tế, có thể phân loại theo lĩnh vực sử dụng, theo vị trí bố trí lượng nổ, theo tính chất khác nhau về tác dụng cơ học xẩy ra khi nổ dưới nước, theo hướng nghiên cứu về tác động cơ học khi nổ dưới nước. 1.2. Tình hình nghiên cứu về nổ dưới nước 1.2.1. Các kết quả nghiên cứu trên thế giới Các kết quả nghiên cứu về nổ dưới nước trên thế giới có thể chia ra thành năm hướng chính: 1- Nghiên cứu các quá trình vật lý, cơ học xẩy ra khi nổ trong môi trường nước; 2- Nghiên cứu quá trình tương tác phá hủy đất đá dưới đáy nước; 3- Nghiên cứu tương tác của sóng nổ lên phương tiện hay công trình dưới nước; 4- Nghiên cứu các giải pháp nâng cao hiệu quả nổ dưới nước; 5- Nghiên cứu các giải pháp làm suy giảm SXK trong nước. Riêng hướng 5 có thể chia làm ba nhóm giải pháp công nghệ cơ bản sau: Áp dụng công nghệ nổ mìn vi sai; Lựa chọn loại chất nổ, hình dạng lượng nổ, sơ đồ bãi mìn hợp lý; Sử dụng MCBK đặt trên đường truyền SXK đến đối tượng bảo vệ. Nghiên cứu về MCBK để làm giảm cường độ sóng âm trong nước xuất hiện từ đầu thế kỷ XX. Đến khoảng giữa thế kỷ XX mới xuất hiện một số nghiên cứu về qui luật suy giảm SXK khi đi qua MCBK đơn trong môi trường nước với một số điều kiện cụ thể. Tuy nhiên, cho đến nay, ta mới chỉ tiếp cận được hệ thống lý thuyết và thực nghiệm này một cách hạn chế do sự bí mật về công nghệ ứng dụng. Theo hướng này, các nghiên cứu có thể phân loại theo các hướng tiếp cận sau: 1 - Nghiên cứu lý thuyết về sự suy giảm SXK qua MCBK thông qua sự hấp thụ năng lượng của quá trình nén bọt khí và sự phân rã bọt khí; nghiên cứu xây dựng phương trình trạng thái của môi trường nước có bọt khí [75-77], [81]; 2 - Nghiên cứu thực nghiệm làm sáng tỏ luận điểm lý thuyết nào đó trong phòng thí nghiệm [48] hay nghiên cứu ứng dụng với một số điều kiện nổ và bộ thông số đặc trưng cho MCBK đơn nhất định để xác định hiệu quả giảm được bao nhiêu phần trăm cường độ SXK khi đi qua MCBK [59], [63], [69-71], [89]. 1.2.2. Tình hình nghiên cứu và ứng dụng nổ dưới nước ở Việt Nam Ở nước ta, cho đến nay các nghiên cứu trong lĩnh vực nổ chủ yếu theo hướng tác dụng nổ lên đất đá và công trình trên cạn, dưới nước, cùng với một số giải pháp công nghệ nổ để nâng cao hiệu quả nổ.
4 1.3. Các vấn đề tồn tại khi nghiên cứu về nổ dưới nước Hệ thống tiêu chuẩn và qui chuẩn sử dụng vật liệu nổ của nước ta hiện chưa có các phương pháp tính toán an toàn nổ dưới nước và các giải pháp nâng cao hiệu quả an toàn nổ dưới nước. Trên thế giới chưa có nghiên cứu xem xét cách tiếp cận bằng lý thuyết lượng nổ ảo để nghiên cứu các quá trình phản xạ, khúc xạ của sóng nổ khi lan truyền qua MCBK trong nước; chưa có nghiên cứu lý thuyết và thực nghiệm về sự suy giảm của sóng nổ khi lan truyền qua hệ gồm nhiều MCBK trong nước;... 1.4. Những vấn đề luận án cần tập trung giải quyết - Ứng dụng phương trình trạng thái của nước chứa bọt khí để thiết lập qui luật phụ thuộc của áp suất vào tỷ lệ thể tích bọt khí trong nước. - Nghiên cứu thiết lập mô hình lan truyền SXK cầu trong môi trường nước qua hệ MCBK theo lý thuyết lượng nổ ảo. - Nghiên cứu thiết lập mô hình lan truyền SXK phẳng trong môi trường nước qua hệ MCBK. - Nghiên cứu thực nghiệm nổ trên mô hình (trong bể) và ngoài thực địa về qui luật suy giảm áp suất dư trên mặt SXK khi đi qua MCBK. - Nghiên cứu đề xuất phương pháp tính toán áp suất dư trên mặt SXK khi đi qua MCBK và giải pháp công nghệ áp dụng vào thực tiễn. 1.5. Giới hạn phạm vi nghiên cứu của luận án - Phạm vi nghiên cứu lý thuyết: các qui luật làm suy giảm áp suất dư tương đối trên mặt sóng nổ trong nước sử dụng quan điểm của phương trình trạng thái của môi trường hai pha khí - nước và quan điểm phản xạ và khúc xạ sóng nổ khi đi qua môi trường có độ cứng truyền âm thay đổi. Bỏ qua các tổn hao năng lượng do môi trường trong quá trình SXK lan truyền. Môi trường MCBK là đồng nhất, các bọt khí có kích thước nhỏ và phân bố đồng đều, MCBK phân cách với môi trường nước bởi hai mặt phẳng thẳng đứng và song song với nhau; môi trường nước là tĩnh. Các điểm nghiên cứu, khảo sát ở cùng độ sâu với lượng nổ, cách lượng nổ một khoảng trên 10 lần bán kính lượng nổ và có áp suất dư trên mặt sóng không quá 100 MPa, độ sâu điểm khảo sát không quá 50 m. - Phạm vi nghiên cứu thực nghiệm: nổ trên mô hình thu nhỏ đảm bảo các điều kiện về điều kiện đồng dạng tác dụng nổ ngầm trong môi trường nước vô tận và phù hợp với phạm vi nghiên cứu lý thuyết; thực nghiệm ảnh hưởng của MCBK đến cường độ SXK lan truyền qua MCBK khi thay đổi các thông số đặc trưng cho đặc tính MCBK và hệ MCBK.
5 - Phạm vi giới hạn sử dụng dụng cụ tạo MCBK: ống thổi khí dùng để thí nghiệm là ống PVC có đường kính ngoài 21 mm, trên thành ống có khoan hai hàng lỗ so le cách đều nhau 5 mm, hai lỗ liên tiếp trên một hàng cách nhau 10 mm, đường kính mỗi lỗ 0,6 mm; điều tiết tỷ lệ thể tích bọt khí trong MCBK bằng cách thay đổi lưu lượng cấp khí nén cho các ống thổi khí; áp suất duy trì ở ống cấp khí là 1,5 kG/cm2. - Phạm vi nghiên cứu xử lý số liệu thực nghiệm: số liệu áp suất dư đối với pha đầu của SXK hình thành khi nổ dưới nước. 1.6. Kết luận chương 1 Từ việc tổng kết tình hình nghiên cứu trong và ngoài nước về hướng nghiên cứu của luận án, cho phép rút ra các nhận xét sau: - Cường độ SXK do vụ nổ trong nước tạo ra phụ thuộc vào điều kiện nổ: khối lượng thuốc nổ, vị trí đặt lượng nổ trong nước hay trong đất đá đáy nước và vị trí tương đối của điểm khảo sát so với lượng nổ,...; - SXK khi lan truyền trong môi trường phân lớp sinh ra hiện tượng phản xạ và khúc xạ sóng, mức độ và tính chất phụ thuộc vào điều kiện nổ; - Trên thế giới sử dụng 3 phương pháp để đánh giá an toàn về tác động của SXK do nổ đối với công trình và các đối tượng cần bảo vệ trong nước: theo áp suất an toàn, theo năng lượng an toàn và theo xác suất an toàn; phổ biến nhất là tiêu chuẩn theo áp suất an toàn vì nó có hệ số an toàn cao; - Lý thuyết nổ dưới nước chưa thể mô tả đầy đủ bản chất vật lý của quá trình tác động nổ bằng các hàm toán học thông thường, vì vậy vẫn phải sử dụng phương pháp nghiên cứu lý thuyết kết hợp thực nghiệm; - Việc nghiên cứu làm suy giảm cường độ SXK trong nước hay đất đá ở Việt Nam chủ yếu vẫn đi theo hướng sử dụng công nghệ nổ vi sai. Trên thế giới, đã sử dụng MCBK để giảm thiểu tác hại của SXK trong nước; tuy nhiên, đây là công nghệ có liên quan đến lĩnh vực quân sự nên ở trong nước hầu như chỉ được tiếp cận các thông tin dạng sản phẩm thương mại. Do đó, đề tài “Nghiên cứu ảnh hưởng của màn chắn bọt khí tới cường độ sóng xung kích trong môi trường nước” là một hướng nghiên cứu có tính cấp thiết và có ý nghĩa khoa học và thực tiễn. Chương 2 CƠ SỞ LÝ THUYẾT VỀ SỰ SUY GIẢM CƯỜNG ĐỘ SÓNG XUNG KÍCH LAN TRUYỀN QUA MÀN CHẮN BỌT KHÍ 2.1. Phân tích quá trình hình thành và lan truyền SXK trong môi trường nước Áp suất dư lớn nhất trên mặt SXK của pha đầu do nổ trong môi trường nước vô tận xác định theo công thức:
6 1,13 p r  - Theo Xalamakhin T.M. (Nga) [84] : = 14700.  0  (2.1) pmt R 1,13 p 3Q - Theo Cole R.H. (Mỹ) [37]: = 533.  (2.2) pmt  R    Trong đó: Q - khối lượng lượng nổ TNT quy đổi; r0 - bán kính lượng nổ quy đổi; R - khoảng cách từ điểm khảo sát đến tâm lượng nổ; Δp, pmt - áp suất dư trên mặt sóng nổ và áp suất môi trường tại điểm khảo sát. Khi nổ trong môi trường nước có ảnh hưởng của mặt nước và/hoặc đáy nước thì trị số áp suất dư xác định theo (2.1), (2.2) còn phải nhân với căn bậc ba của hệ số ảnh hưởng của mặt nước, đáy nước ương ứng. 2.2. Độ cứng truyền âm của môi trường nước và nước chứa bọt khí Ứng dụng phương trình trạng thái của môi trường 3 pha (rắn - lỏng - khí) do Lyakhov Г.М. [77] đề xuất, xây dựng được công thức tính độ cứng truyền âm của môi trường nước và nước chứa bọt khí như sau: 1  n 0  p − pmt K n Z1 = . .K n + 1  (2.25)  n   n 0 .cn 0 2  20 Z2 = (2.26)  −1 −1    . p  +  . p − pmt .K + 1 Kn  .  . 1 +  .  Kk  k 0  pk 0  n0     k0 n0 n   n 0 .cn 0 2 n      Kk . p    Trong đó: Z1, Z2 - độ cứng truyền âm của nước và nước chứa bọt khí;  20 ,  n 0 ,  k 0 - mật độ môi trường nước chứa bọt khí, nước, khí ở trạng thái ban đầu; cn0, ck0 - tốc độ truyền âm trong nước, khí ở trạng thái ban đầu; Kn, Kk - chỉ số đa biến của nước, không khí; p, pmt - áp suất môi trường ở trạng thái khảo sát và trạng thái ban đầu;  n 0 ,  k 0 - tỷ lệ thể tích của thành phần nước, bọt khí của môi trường nước chứa bọt khí ở trạng thái ban đầu. 2.3. Sự phân rã của sóng nổ tại mặt phân cách giữa hai môi trường Khi sóng nổ lan truyền từ môi trước nước sang môi trường có độ cứng truyền âm thay đổi thì xuất hiện sự phân rã sóng tới thành sóng phản xạ và sóng khúc xạ tại bề mặt phân cách giữa hai môi trường và cường độ các sóng mới hình thành xác định như sau: pPX = K PX . p* * (2.39)
7 p * KX = K KX . p* (2.40) Trong đó: p , p , p - lần lượt là biên độ áp suất của sóng tới, sóng * * PX * KX phản xạ và sóng khúc xạ tại điểm nằm trên mặt phân cách và đường pháp tuyến với mặt phân cách đi qua tâm lượng nổ; KKX, KPX - hệ số khúc xạ và hệ số phản xạ tại mặt phân cách giữa hai môi trường. 2.4. Xây dựng mô hình xác định sự suy giảm áp suất trên mặt SXK cầu khi lan truyền qua hệ MCBK 2.4.1. Mô hình xác định sự suy giảm áp suất trên mặt SXK cầu khi lan truyền qua MCBK đơn MCBK trong môi trường nước vô tận được giới hạn bởi 2 mặt phân cách Δ1 và Δ2 chia không gian thành 3 vùng là I, II, III (hình 2.8) Kế thừa mô hình phân rã sóng nổ trình bày tại mục 2.3, sau khi lượng nổ cầu C0 nổ và tương tác với MCBK thì tại mặt phân cách ∆2 sẽ xuất hiện một loạt các sóng khúc xạ 40, 41, 42,…lan truyền sang môi trường III (môi trường nước sau MCBK), trong đó sóng khúc xạ 40 ở lần phân rã sóng đầu tiên là sóng có cường độ mạnh nhất.   40 R R 41 R3 1 31 R 21 11 21 30 41 R 30 0 20 40 C 21 C 20 ,C40 10 C 10 C 30 C 31 O1 O2 C41 C0 C11 X R 20 0 R1 (I) (II) (III) R11 a a c=a+b a+2b b 2a+2 b Hình 2.8 Mô hình tương tác của sóng nổ cầu với MCBK đơn trong môi trường nước vô tận Thiết lập và giải mô hình tính toán với sự tương tác của lượng nổ thật C0 và các lượng nổ ảo Cij cho phép rút ra hệ số suy giảm áp suất dư trên mặt SXK sau khi lan truyền qua MCBK như sau: p − pmt  = 40 (2.81) p0 − pmt  0 − 2  b 4Z1Z 2 = . 1+  2  (2.83) ( Z1 + Z 2 )  a 
8 Trong đó: p0 - áp suất trên mặt sóng nổ do lượng nổ C0 tạo ra tại cùng vị trí khảo sát với sóng khúc xạ 40 khi lan truyền trong môi trường nước; Z1, Z2 - độ cứng truyền âm của môi trường nước và môi trường MCBK; γ0, γ2 - số mũ của qui luật suy giảm áp suất trên mặt sóng nổ trong nước và môi trường MCBK theo khoảng cách, với sóng nổ cầu lan truyền trong nước: γ0=1,13; pmt - áp suất môi trường ban đầu. 2.4.2. Mô hình xác định sự suy giảm áp suất trên mặt SXK cầu khi lan truyền qua hệ MCBK Luận án đã thiết lập mô hình và tìm ra hệ số suy giảm áp suất dư trên mặt SXK cầu khi lan truyền qua hệ N MCBK đơn (hình 2.10): p40, N − pmt N = =  j (2.92) p0 − pmt j =1 Trong đó: ηj - hệ số suy giảm áp suất dư trên mặt SXK trong nước của riêng MCBK thứ j; p40,N - áp suất trên mặt sóng khúc xạ 40N có cường độ lớn nhất hình thành sau hệ N MCBK; p0 - áp suất trên mặt sóng nổ do lượng nổ C0 tạo ra tại cùng vị trí khảo sát với sóng khúc xạ 40N khi lan truyền trong môi trường nước; pmt - áp suất môi trường ban đầu.     1,j 2,j   C0         C1     O1,j O2,j X a1 b1 b2 bj bN a2 aj aN Hình 2.10 Mô hình tương tác của sóng nổ cầu với hệ MCBK trong môi trường nước vô tận 2.5. Xây dựng mô hình xác định sự suy giảm áp suất trên mặt SXK phẳng khi lan truyền qua hệ MCBK 2.5.1. Mô hình xác định sự suy giảm áp suất trên mặt SXK phẳng khi lan truyền qua MCBK đơn Sự tương tác và tương quan cường độ của các sóng mới hình thành tại các mặt phân cách ∆1, ∆2 của sóng nổ phẳng với MCBK đơn hoàn toàn tương tự như trường hợp tương tác của sóng nổ cầu với MCBK
9 đơn đã được trình bày ở phần 2.4.1. Điểm khác biệt chính ở đây là các sóng mới được hình thành là các sóng phẳng. t 40 30 10 20 0 X I II III   Hình 2.12 Sơ đồ (t-X) mô tả các sóng hình thành trong lần phân rã đầu tiên khi sóng phẳng 0 tương tác với MCBK đơn trong trong môi trường nước vô tận (t-thời gian; X- khoảng cách từ điểm khảo sát tới lượng nổ; 0-sóng tới; 10- sóng phản xạ; 20-sóng khúc xạ; 30-sóng phản xạ; 40-sóng khúc xạ) Hệ số suy giảm áp suất dư trên mặt SXK phẳng sau khi lan truyền qua MCBK η: p40 − pmt 4Z1Z 2 = = (2.103) p0 − pmt ( Z1 + Z 2 )2 Z1, Z2 - lần lượt là độ cứng truyền âm của nước và nước chứa bọt khí. 2.5.2. Mô hình xác định sự suy giảm áp suất trên mặt SXK phẳng lan truyền qua hệ MCBK Xét sóng nổ phẳng 0 lan truyền qua hệ gồm N MCBK đặt liên tiếp nhau trong môi trường nước vô tận, phương truyền sóng 0 vuông góc với các mặt phân cách của các MCBK (hình 2.13). t 30N 10N 30 j 40N 40N-1 10 j 20N 302 40 j 402 301 102 40 j-1 20 j 101 201 202  401 X     1,j 2,j   Hình 2.13 Sơ đồ (t-X) mô tả các sóng hình thành trong lần phân rã đầu tiên khi sóng phẳng 0 tương tác với hệ N MCBK trong trong môi trường nước vô tận (t- thời gian; X- khoảng cách từ điểm khảo sát tới lượng nổ; 0-sóng tới; 10j-sóng phản xạ; 20j-sóng khúc xạ; 30j-sóng phản xạ; 40j-sóng khúc xạ)
10 Hệ số suy giảm áp suất dư trên mặt SXK phẳng sau khi lan truyền qua hệ N MCBK đơn đặt liên tiếp trong môi trường nước: p − pmt N N 4Z1Z 2, j  = 40, N =  j =  (2.107) p0 − pmt j =1 ( Z + Z ) 2 j =1 1 2, j p0, p40,N - lần lượt là áp suất trên mặt sóng phẳng tới ban đầu và sóng khúc xạ mạnh nhất lan truyền phía sau hệ N MCBK; Z1, Z2,j - lần lượt là độ cứng truyền âm của nước và môi trường trong MCBK thứ j. 2.6. Phân tích, đề xuất nội dung nghiên cứu thực nghiệm Công thức (2.103) chính là công thức (2.83) khi lượng nổ ở khoảng khoảng cách xa đáng kể so với MCBK (a>>b), tức là (2.83) - với sóng nổ cầu là trường hợp tổng quát và vẫn đúng cho (2.103) - với sóng nổ phẳng. Với 1 bộ thông số thiết bị tạo MCBK thì với mỗi giá trị lưu lượng cấp khí tổng cho MCBK VƩ sẽ chỉ tồn tại một giá trị tỷ lệ thể tích bọt khí αk0 trong MCBK tại cùng một độ sâu khảo sát. Sử dụng tham số αk0 giúp cho luận án có thể xây dựng bằng lý thuyết công thức xác định hệ số suy giảm áp suất dư trên mặt SXK sau khi đi qua MCBK. Tuy nhiên, không thể tính hay đo đạc giá trị của thông số αk0 một cách trực tiếp và liên tục ở hiện trường do sự biến động liên tục của nó. Trong khi đó, thông số VƩ có thể dễ dàng điều chỉnh và đo đạc chính xác, liên tục ở hiện trường thông qua lưu lượng kế và các van của hệ thống cấp khí cho MCBK. Do đó, cần phải xây dựng mô hình thí nghiệm với các bài thí nghiệm nghiên cứu ảnh hưởng của các thông số đặc trưng cho MCBK đối với hệ số suy giảm áp suất dư trên mặt SXK theo (2.83) và (2.92). Trong đó, thông số tỷ lệ thể tích bọt khí αk0 trong MCBK được khảo sát thông qua thông số lưu lượng cấp khí tổng cho MCBK VƩ. 2.7. Kết luận chương 2 Từ kết quả nghiên cứu lý thuyết ở chương 2, cho phép rút ra các nhận xét: - Áp suất môi trường nước chứa bọt khí phụ thuộc vào tỷ lệ thể tích bọt khí có trong môi trường và độ cứng truyền âm của môi trường. Khi tỷ lệ thể tích bọt khí trong môi trường càng tăng thì áp suất càng giảm và độ cứng truyền âm của môi trường nước chứa bọt khí càng giảm; - Khi SXK lan truyền trong môi trường nước gặp môi trường MCBK thì tại bề mặt phân cách giữa hai môi trường sẽ sinh ra sóng khúc xạ nén truyền từ môi trường nước vào môi trường MCBK và sóng phản xạ dãn truyền từ bề mặt phân cách chuyển động về phía tâm nổ. Sóng khúc xạ nén mới hình thành cũng là một dạng SXK, sóng này tiếp tục lan truyền trong môi trường MCBK đến bề mặt phân cách giữa
11 môi trường này và môi trường nước sẽ tiếp tục sinh ra hiện tượng phản xạ và khúc xạ sóng mới: sóng khúc xạ vào môi trường nước và sóng phản xạ lại môi trường MCBK đều là sóng nén; - Cường độ các sóng khúc xạ, phản xạ tại các mặt phân cách giữa 2 môi trường phụ thuộc vào độ cứng truyền âm của 2 môi trường đó; - MCBK là môi trường có độ cứng truyền âm thấp hơn nước nên luôn có tác dụng hấp thụ SXK. Đối với mô hình sóng nổ cầu trong môi trường nước bán vô hạn và vô hạn, hệ số suy giảm áp suất dư trên mặt SXK khi đi qua hệ MCBK phụ thuộc vào bộ thông số: tỷ lệ thể tích bọt khí có trong MCBK đơn, chiều dầy MCBK đơn, số lượng MCBK đơn, khoảng cách giữa các MCBK đơn và khoảng cách từ MCBK đến lượng nổ. Còn đối với mô hình SXK phẳng và trong điều kiện lý tưởng bỏ qua tổn thất năng lượng do môi trường thì hệ số suy giảm áp suất dư trên mặt SXK khi qua hệ MCBK chỉ phụ thuộc vào tỷ lệ thể tích bọt khí có trong MCBK đơn và số lượng MCBK đơn; - Với cả hai mô hình sóng nổ cầu và phẳng thì hệ số suy giảm áp suất dư trên mặt SXK khi qua hệ MCBK là tích của các hệ số suy giảm áp suất dư trên mặt SXK của các MCBK đơn thành phần. SXK phẳng là một trường hợp đặc biệt của SXK cầu khi điểm khảo sát xa tâm nổ. Mục đích ứng dụng vào thực tiễn là chỉ cần biết hệ số suy giảm áp suất dư trên mặt SXK khi qua MCBK (dạng đơn hay dạng hệ MCBK) với bộ thông số MCBK khác nhau ở trong phạm vi khảo sát từ MCBK đến tâm nổ để làm cơ sở ứng dụng thích ứng với các hộ chiếu nổ mìn trong thực tế. Chính vì vậy, cần tiến hành nghiên cứu nổ thực nghiệm về qui luật lan truyền SXK qua MCBK đơn và hệ MCBK với các bộ thông số đặc trưng của MCBK. Các thông số này bao gồm: tỷ lệ thể tích bọt khí có trong MCBK (thông qua lưu lượng, áp suất cấp khí và hệ thống tạo MCBK), chiều dày MCBK, số lượng MCBK đơn, khoảng cách giữa các MCBK đơn và khoảng cách từ MCBK đến lượng nổ. Một số kết quả nghiên cứu trên đã được công bố ở các công trình [CT1], [CT2], [CT3]. Chương 3 NGHIÊN CỨU THỰC NGHIỆM 3.1. Tính toán, thiết kế mô hình thu nhỏ nghiên cứu thực nghiệm nổ ngầm dưới nước Lựa chọn dạng mô hình nghiên cứu thực nghiệm với 2 mô hình: - Mô hình thí nghiệm 1: với các lượng nổ có khối lượng TNT quy đổi (127÷300) g treo ở độ sâu 10 m trong hồ rộng có sâu (15÷17) m,
12 nhằm đánh giá độ tin cậy của hệ thống thiết bị đo và phương pháp đo áp suất sóng nổ; - Mô hình thí nghiệm 2: với các lượng nổ có khối lượng TNT quy đổi là 6 g và 11 g, thực hiện trong bể nước có kích thước DxRxS là 6x6x2 m, nhằm nghiên cứu sự ảnh hưởng của các thông số MCBK đến sự suy giảm cường độ của sóng nổ khi đi qua MCBK, xem hình 3.7. Cả 2 mô hình qua tính toán đều thỏa mãn điều kiện nổ ngầm: tác dụng nổ nhận được tại các vị trí khảo sát tương đương với nổ trong nước vô tận. 3.2. Xây dựng mô hình nghiên cứu thực nghiệm về sự suy giảm cường độ SXK trong nước khi gặp MCBK - Phương tiện tạo MCBK trong nước gồm có 3 bộ phận: trạm cấp khí nén ở trên bờ, giàn thổi khí đặt ở đáy nước và đường ống dẫn khí nén từ trạm cấp khí trên bờ đến giàn thổi khí dưới nước. - Thiết bị đo: máy đo động đa kênh NI SCXI-1000DC của National Instrument (Mỹ), DEWE-3020 của Dewetron (Áo) và 11 đầu đo áp suất sóng nổ trong nước PCB 138A01, 138A05 của PCB Piezotronics (Mỹ). - Phương pháp xử lý kết quả đo: các file dữ liệu chứa giá trị áp suất môi trường tại vị trí các đầu đo của từng vụ nổ theo thời gian được xử lý để khử nhiễu theo mô hình EMD-CEEMDAN viết từ mã lập trình Python. Hình 3.7 Sơ đồ bố trí các đầu đo áp suất SXK trong bể thử nghiệm (1-Bể xây; 2- Sàn thao tác; 3-Dây cáp thép; 4-Quả nặng; 5-Ống thổi khí; C-lượng nổ; Đ1, Đ2,…, Đ11-các đầu đo từ số 1 đến 11; W- độ sâu treo đầu đo áp suất và lượng nổ) 3.3. Nội dung và qui trình thí nghiệm Nội dung thí nghiệm gồm 6 bài thí nghiệm mô tả chi tiết ở mục 3.4. Qui trình tiến hành thí nghiệm trong mỗi bài gồm các bước từ khâu chuẩn bị lắp đặt mô hình, tiến hành nổ, thu thập số liệu dạng các file số và sau đó tiến hành xử lý khử nhiễu số liệu để nhận được trị số áp suất dư lớn nhất trên mặt SXK tại các vị trí đo của từng vụ nổ.
13 3.4. Mô tả nội dung tiến hành thí nghiệm và kết quả thí nghiệm 3.4.1. Thí nghiệm đánh giá độ tin cậy của hệ thống thiết bị đo và phương pháp đo áp suất sóng nổ trong môi trường nước 3.4.1.1. Thí nghiệm ngoài thực địa đánh giá sai số thiết bị và phương pháp đo áp suất sóng nổ trong nước Tiến hành thí nghiệm 17 vụ nổ theo mô hình thí nghiệm 1. Xử lý số liệu thử nghiệm và đánh giá số liệu nhận được so với phương pháp tính do Xalamakhin T.M. và Cole R.H. đề xuất theo (2.1) và (2.2) thì sai lệch với kết quả thực nghiệm là không quá 8,1%, điều này chứng tỏ phương pháp và thiết bị đo áp suất sóng nổ trong nước là đảm bảo độ tin cậy. 3.4.1.2. Thí nghiệm trong bể mô hình nghiên cứu thực nghiệm sự suy giảm cường độ của sóng nổ trong nước theo khoảng cách Tiến hành thử nghiệm 8 vụ nổ với 2 loại lượng nổ 6 g và 11 g theo mô hình thí nghiệm 2. Kết quả nhận được 88 file số liệu tương ứng với 11 điểm đo. Xử lý số liệu theo lý thuyết đồng dạng và sử dụng phần mềm Excel để tìm hàm hồi qui sự phụ thuộc của áp suất dư tương đối trên mặt SXK lan truyền trong bể thử nghiệm theo khoảng cách tương đối theo phương pháp bình phương tối thiểu, nhận được biểu thức có dạng:  pmh 1,13 r  = 9963. 0  ; λ2 = 0,94 (3.5a) pmt R 1,13  pmh 3Q = 367,56.  ; λ2 = 0,94 (3.5b) pmt  R    Δpmh, pmt - áp suất dư của sóng nổ trong bể thử nghiệm tại vị trí cách tâm lượng nổ một khoảng R và áp suất môi trường tại vị trí khảo sát; r0 - bán kính lượng nổ; Q - khối lượng lượng nổ. So sánh công thức (3.5a) và (3.5b) với các công thức (2.1) và (2.2) nhận thấy: các qui luật suy giảm áp suất trên mặt SXK giống nhau cùng chỉ số mũ, tuy nhiên biên độ SXK trong thí nghiệm ở bể giảm một lượng kdc từ 1,45 đến 1,47 lần so với trị số tính theo qui luật thực nghiệm của Nga và Mỹ. Sự suy giảm này phản ánh sự tổn hao năng lượng nổ làm đốt nóng một đơn vị thể tích môi trường tính trên một đơn vị khối lượng lượng nổ mô hình; sự tổn hao này càng lớn khi khối lượng thuốc nổ càng nhỏ. 3.4.2. Thí nghiệm nghiên cứu ảnh hưởng của tỷ lệ thể tích bọt khí trong MCBK đơn đến cường độ SXK khi đi qua MCBK Bộ thông số MCBK: số lượng MCBK N=1; khoảng cách từ lượng nổ đến MCBK A=0,5 m; lưu lượng cấp khí tổng cho MCBK VƩ = {40; 80; 100} l/ph. Tiến hành thí nghiệm 11 vụ nổ với các lượng nổ 6 g và 11
14 g, kết quả thu được 11 bộ dữ liệu với 121 file dữ liệu số về áp suất trên mặt SXK theo thời gian. Để phản ánh mức độ suy giảm cường độ SXK sau MCBK sử dụng biểu đồ kép mô tả 2 đồ thị áp suất dư trên mặt SXK theo thời gian ở 2 điểm khảo sát đối xứng với nhau qua lượng nổ, một phía có MCBK, một phía không có MCBK, xem hình 3.17. Hình 3.17 Đồ thị áp suất dư trên mặt sóng nổ tại vị trí đầu đo số 3 (sau MCBK) và số 4 (phía không có MCBK) tại vị trí cùng cách lượng nổ một khoảng R=0,8 m của thí nghiệm nổ trong bể có mã 6_5_p15 3.4.3. Thí nghiệm nghiên cứu ảnh hưởng của khoảng cách từ MCBK đơn đến lượng nổ đối với cường độ SXK khi đi qua MCBK Bộ thông số MCBK: N=1;VƩ=V=40 l/ph; A={0,3; 0,5; 0,7} m. Thí nghiệm 10 vụ nổ với các lượng nổ 6 g và 11 g, thu được 110 file dữ liệu số về áp suất trên mặt SXK theo thời gian. Sau khi xử lý, thu được trị số áp suất dư lớn nhất trên mặt SXK tại vị trí các đầu đo của từng vụ nổ. 3.4.4. Thí nghiệm nghiên cứu ảnh hưởng của tỷ lệ thể tích bọt khí trong MCBK kép đến cường độ SXK khi đi qua MCBK Bộ thông số MCBK: N=2; A=0,5 m; VƩ={40; 80; 100} l/ph; khoảng cách giữa 2 ống thổi khí e=0,15 m. Thí nghiệm 13 vụ nổ với các lượng nổ 6 g và 11 g, thu được 143 file dữ liệu số về áp suất trên mặt SXK theo thời gian. Sau khi xử lý, thu được trị số áp suất dư lớn nhất trên mặt SXK tại vị trí các đầu đo của từng vụ nổ. 3.4.5. Thí nghiệm nghiên cứu ảnh hưởng của khoảng cách giữa hai MCBK đơn đến cường độ SXK khi đi qua MCBK kép Bộ thông số MCBK: N=2; A=0,5 m; VƩ= 80 l/ph; e={0,05; 0,1; 0,15; 0,2; 0,3; 0,5}m. Thí nghiệm 19 vụ nổ với các lượng nổ 6 g và 11 g, thu được 209 file dữ liệu số về áp suất trên mặt SXK theo thời gian. Sau khi xử lý, thu được trị số áp suất dư lớn nhất trên mặt SXK tại vị trí các đầu đo của từng vụ nổ.
15 3.4.6. Thí nghiệm nghiên cứu ảnh hưởng của chiều dầy MCBK đơn khi giữ nguyên tỷ lệ thể tích bọt khí đến cường độ SXK khi đi qua MCBK Bộ thông số MCBK: A=0,5 m; e=0,05 m; V=40 l/ph; N={1; 2; 4; 6; 8}. Thí nghiệm 16 vụ nổ với các lượng nổ 6 g và 11 g, thu được 176 file dữ liệu số về áp suất trên mặt SXK theo thời gian. Sau khi xử lý, thu được trị số áp suất dư lớn nhất trên mặt SXK tại vị trí các đầu đo của từng vụ nổ. 3.5. Kết luận chương 3 Phân tích bộ số liệu thực nghiệm cho phép rút ra một số nhận xét sau: - Hệ thống thiết bị thí nghiệm và phương pháp đo áp suất trên mặt SXK lan truyền trong nước mà luận án sử dụng là đảm bảo độ tin cậy; - Cả hai mô hình thí nghiệm 1 và 2 với các bộ số liệu về cường độ SXK lan truyền trong nước đều thỏa mãn các điều kiện nổ trong môi trường nước vô tận. Qui luật thực nghiệm về sự suy giảm cường độ SXK trong nước đồng dạng với các qui luật thực nghiệm do các tác giả người Nga, Mỹ đề xuất và có cùng chỉ số mũ đặc trưng cho sự suy giảm cường độ SXK theo khoảng cách khi nổ trong nước bằng 1,13. Vì vậy, việc sử dụng hai mô hình này trong nghiên cứu của luận án đảm bảo độ tin cậy; - Tính đồng dạng của qui luật thực nghiệm về sự suy giảm cường độ SXK trong nước tìm được trong thí nghiệm mô hình cho phép sử dụng qui luật này để tính toán áp dụng trong điều kiện thực tế nhưng cần hiệu chỉnh trị số thông qua hệ số điều chỉnh thí nghiệm mô hình về điều kiện thực tế kdc đề xuất; - Khi đánh giá mức độ suy giảm SXK do tác dụng của MCBK thì trị số áp suất trên mặt SXK đi qua MCBK cần được so sánh với trị số áp suất trên mặt SXK chạy về phía đối xứng với MCBK qua tâm nổ. - Với MCBK đơn, càng tăng tỷ lệ thể tích bọt khí thì cường độ SXK tại điểm khảo sát sau MCBK càng giảm; ở mỗi trị số lưu lượng cấp khí cho MCBK, mức độ suy giảm cường độ SXK sau MCBK còn phụ thuộc vào khoảng cách từ lượng nổ đến MCBK và chiều dầy của MCBK. - Với hệ MCBK, mức độ suy giảm cường độ SXK tại điểm khảo sát sau hệ MCBK phụ thuộc vào số lượng và đặc tính của các MCBK đơn thành phần; khi tăng số lượng MCBK đơn thì mức độ suy giảm cường độ SXK càng tăng; mức độ suy giảm cường độ SXK khi đi qua hệ MCBK còn phụ thuộc vào khoảng cách giữa các MCBK đơn. Một số kết quả nghiên cứu trong chương này đã được công bố ở các công trình [CT4] và [CT6].
16 Chương 4 THIẾT LẬP QUI LUẬT THỰC NGHIỆM VÀ ĐỀ XUẤT ÁP DỤNG 4.1. Phương pháp xử lý số liệu để thiết lập các qui luật thực nghiệm 4.1.1. Xác định thông số đồng dạng tác dụng nổ Trên cơ sở phân tích lý thuyết tác dụng nổ trong các môi trường đất đá và nước cho phép rút ra công thức xác định áp suất dư tương đối trên mặt SXK trong nước biểu diễn dưới dạng tham số đồng dạng: p r  3Q = f  0 = F  R  (4.6) pmt R    Trong đó: R – khoảng cách từ tâm nổ đến điểm khảo sát; r0 - bán kính lượng nổ; △p - áp suất dư trên bề mặt SXK; pmt - áp suất môi trường; Q- khối lượng lượng nổ. 4.1.2. Phương pháp thiết lập hàm hồi qui thực nghiệm và hệ số suy giảm áp suất dư trên mặt SXK khi qua MCBK Từ bộ số liệu thí nghiệm sơ cấp tương ứng với từng bài thí nghiệm trình bày trong chương 3, xử lý theo phương pháp đồng dạng về bộ các tham số Δp/pmt, R/r0, R/Q1/3, sử dụng phần mềm Excel để xác định các hàm hồi qui f, F của (4.6) theo phương pháp bình phương tối thiểu với hệ số xác định 𝜆2 lớn nhất. Hệ số suy giảm áp suất dư trên mặt SXK khi qua MCBK η bằng tỉ số của áp suất dư trên mặt SXK tại cùng một vị trí so với lượng nổ tương ứng với trường hợp sau MCBK và khi không có MCBK. 4.2. Thiết lập và phân tích sự ảnh hưởng thực nghiệm của tỷ lệ thể tích bọt khí trong MCBK đơn đến cường độ SXK sau MCBK Tiến hành thiết lập các qui luật thực nghiệm theo phương pháp trình bày trong mục 4.1 ở trên. Kết quả nhận được dạng đồ thị và hàm hồi qui phản ánh trên hình 4.1a. Phân tích qui luật thực nghiệm chỉ ra rằng: - Khi tăng hàm lượng bọt khí αk0 tương ứng tăng lưu lượng cấp khí tổng VƩ cho MCBK thì hệ số suy giảm áp suất dư trên mặt SXK khi qua MCBK ηV càng giảm. Trong phạm vi thí nghiệm nhận được 𝜂V=0,13÷0,51. - Khi VƩ tăng càng cao thì mức độ suy giảm cường độ SXK qua MCBK tăng không đáng kể. Trong phạm vi thí nghiệm VƩ thay đổi trong (40÷100) l/ph thì trị số lưu lượng hợp lý là VƩ = 40 l/ph.
17 Hình 4.1a Đồ thị thực nghiệm mô tả ảnh hưởng của tỷ lệ thể tích bọt khí (thông qua lưu lượng cấp khí) trong MCBK đơn đến cường độ SXK sau MCBK khi A=0,5 m 4.3. Thiết lập và phân tích sự ảnh hưởng thực nghiệm của khoảng cách từ MCBK đơn đến lượng nổ đối với cường độ SXK sau MCBK Tiến hành tương tự như mục 4.2, nhận được dạng đồ thị và hàm hồi qui phản ánh trên hình 4.2a. Phân tích qui luật thực nghiệm chỉ ra rằng: Hình 4.2a Đồ thị thực nghiệm mô tả ảnh hưởng của khoảng cách từ MCBK đơn đến lượng nổ đối với cường độ SXK sau MCBK khi VƩ=40 l/ph - Trong phạm vi khoảng cách từ lượng nổ đến MCBK A=0,5 m (tương ứng (41÷51) bán kính lượng nổ) thì hệ số suy giảm áp suất dư trên mặt SXK sau MCBK ηA là nhỏ nhất; - Khi đặt MCBK ở vị trí gần lượng nổ hơn A=0,3 m (tương ứng (25÷31) lần bán kính lượng nổ) hoặc ở vị trí xa lượng nổ hơn A=0,7 m (tương tương ứng (58÷71) lần bán kính lượng nổ) thì đường cong qui luật phân bố cường độ SXK theo khoảng cách nằm trên cao và gần như trùng nhau, hệ số ηA là lớn nhất.
18 4.4. Thiết lập và phân tích sự ảnh hưởng thực nghiệm của tỷ lệ thể tích bọt khí trong MCBK kép đến cường độ SXK sau MCBK Tiến hành tương tự như mục 4.2, nhận được dạng đồ thị và hàm hồi qui phản ánh trên hình 4.3a. Phân tích qui luật thực nghiệm chỉ ra rằng: Hình 4.3a Đồ thị thực nghiệm mô tả ảnh hưởng của tỷ lệ thể tích bọt khí trong MCBK kép (thông qua lưu lượng cấp khí VƩ) đối với cường độ SXK sau MCBK khi A=0,5 m và e=0,15 m - Khi tăng VƩ tức là tăng αk0 thì hệ số suy giảm áp suất dư trên mặt SXK khi qua MCBK η2V càng giảm; - Hệ số suy giảm áp suất dư trên mặt SXK khi đi qua hệ MCBK có 2 ống thổi khí với lưu lượng cấp khí tổng VƩ =80 l/ph (tức là V =40 l/ph tính cho 1 MCBK đơn) là η2V = (0,18÷0,32), kết quả thực nghiệm nhận được hệ số suy giảm áp suất dư trên mặt SXK đối với MCBK đơn có cùng lưu lượng cấp khí (ở mục 4.2) là η=(0,43÷0,51). Kết quả này tương đối phù hợp với lý thuyết chứng minh ở chương 2: “hệ số suy giảm áp suất dư trên mặt SXK khi đi qua hệ MCBK bằng tích các hệ số suy giảm áp suất dư trên mặt SXK tương ứng của MCBK đơn thành phần“. - Trong các phương án thí nghiệm, hệ số 𝜂2V dao động trong phạm vi: 𝜂2V =0,10÷0,55. Hiệu quả làm suy giảm SXK hợp lý với bài thí nghiệm này là khi V = 40 l/ph (hay VƩ = 80 l/ph). 4.5. Thiết lập và phân tích sự ảnh hưởng thực nghiệm của khoảng cách giữa 2 MCBK của hệ MCBK kép đến cường độ SXK sau hệ MCBK Tiến hành tương tự như mục 4.2, nhận được dạng đồ thị và các hàm hồi qui phản ánh tương tự như các hình 4.2a và 4.3a. Tính toán và thiết lập sự phụ thuộc thực nghiệm của hệ số suy giảm áp suất dư trên mặt SXK khi qua hệ MCBK vào khoảng cách tương đối giữa các MCBK đơn phản ánh trên hình 4.6. Phân tích qui luật thực nghiệm chỉ ra rằng: