Luận án TS Kỹ thuật cơ khí: Nghiên cứu tách ngọn lá máy thu hoạch mía - Nguyễn Đức Thật

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT VIỆN CƠ ĐIỆN NÔNG NGHIỆP VÀ CÔNG NGHỆ SAU TH HOẠCH ************************************** NGUYỄN ĐỨC THẬT NGHIÊN CỨU MỘT SỐ THÔNG SỐ CHÍNH CỦA BỘ PHẬN TÁCH NGỌN VÀ LÁ ỨNG DỤNG TRÊN MÁY LIÊN HỢP THU HOẠCH MÍA NGUYÊN CÂY liệu rẻ LUẬN ÁN TIẾN SĨ CHUYÊN NGÀNH: KỸ THUẬT CƠ KHÍ MÃ SỐ: 952 01 03 NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: 1. BẠCH QUỐC KHANG 2. LƯƠNG VĂN VƯỢT Hà Nội – 2023 i LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi, các kết quả nghiên cứu được trình bày trong luận án là trung thực, khách quan và chưa từng dùng bảo vệ để lấy bất kỳ học vị nào. Tôi xin cam đoan rằng mọi sự giúp đỡ trong quá trình thực hiện luận án đã được cám ơn, các thông tin trích dẫn trong luận án này đều được chỉ rõ nguồn gốc.

Hà Nội, ngày. năm 2023 liệu rẻ Tác giả luận án Nguyễn Đức Thật ii LỜI CẢM ƠN Tôi xin chân thành cảm ơn tập thể các thầy: 1. Bạch Quốc Khang – Viện Cơ điện nông nghiệp và Công nghệ sau thu hoạch; 2. Lương Văn Vượt – Trường Đại học Chu Văn An; 3.

Đậu Thế Nhu – Viện Cơ điện nông nghiệp và Công nghệ sau thu hoạch, đã hướng dẫn, giúp đỡ tôi hoàn thành luận án. Đồng thời tôi xin chân thành cảm ơn lãnh đạo Viện Cơ điện nông nghiệp và Công nghệ sau thu hoạch, tập thể cán bộ chuyên gia trong Viện và các đơn vị, cá nhân trong cơ quan đã tạo điều kiện cho tôi trong quá trình thực hiện luận án. Tôi xin trân trọng cảm ơn các nhà khoa học, các bạn đồng nghiệp trong và liệu rẻ ngoài cơ quan và đặc biệt các thành viên trong Gia đình đã giúp đỡ, ủng hộ và động viên để tôi hoàn thành bản luận án này. Xin trân trọng cảm ơn! Tác giả luận án Nguyễn Đức Thật iii MỤC LỤC Lời cam đoan i Lời cảm ơn ii Mục lục iii Danh mục các ký hiệu và chữ viết tắt viii Danh mục bảng xii Danh mục hình xiv MỞ ĐẦU 1 1 Tính cấp thiết của đề tài nghiên cứu 1 2 Mục tiêu nghiên cứu 3 3 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu 3 3.1 Đối tượng nghiên cứu 3 liệu rẻ 3.2 Phạm vi nghiên cứu 3 4 Nội dung nghiên cứu 4 5 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của luận án 4 5.1 Ý nghĩa khoa học 4 5.2 Ý nghĩa thực tiễn 5 6 Những đóng góp mới của luận án 5 7 Cấu trúc của luận án 5 Chương 1.

TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 6 1. Đặc điểm sinh học cây mía 6 1.2 Kết quả nghiên cứu về đặc tính cơ, lý của ngọn và lá mía 10 1.2 Việt Nam 14 iv 1.3 Tổng quan các công trình nghiên cứu về tách ngọn mía 15 1.1 Tách ngọn mía trước khi cây mía đi vào bộ phận làm sạch 16 1.2 Tách ngọn mía trong bộ phận làm sạch trên máy liên hợp THM 17 1.4 Kết quả nghiên cứu về tách lá trên máy liên hợp thu hoạch mía 21 1.1 Cấu tạo bộ phận tách lá trên máy liên hợp THM 21 1.2 Kết quả nghiên cứu về tách lá mía trên thế giới 23 1.1 Một số loại kết cấu của cánh lô bóc 23 1.2 Ảnh hưởng của các dạng vật liệu làm răng bóc 24 1.3 Các nghiên cứu về chế độ làm việc của bộ phận tách lá mía 26 1.3 Kết quả nghiên cứu về tách lá mía tại Việt Nam 26 1.1 Kết quả nghiên cứu về kết cấu cánh lô bóc 26 1.2 Kết quả nghiên cứu về chế độ làm việc của các quả lô 27 liệu rẻ 1.5 Đề xuất nguyên lý bộ phận tách ngọn và lá mía 30 1.1 Đề xuất nguyên lý bộ phận bẻ ngọn 30 1.2 Sơ đồ nguyên lý bộ phận tách ngọn và lá mía 32 1.6 Các thông số ảnh hưởng và chỉ tiêu đánh giá bộ phận tách ngọn và lá 32 mía 1.1 Các thông số ảnh hưởng 32 1.2 Các chỉ tiêu đánh giá bộ phận tách ngọn và lá mía 33 Kết luận chương 1 34 Chương 2. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 35 2.1 Phương pháp nghiên cứu lý thuyết 35 2.1 Phương pháp giải tích 36 2.2 Phương pháp số 36 2.2 Phương pháp nghiên cứu thực nghiệm 36 2.1 Cấu tạo của mô hình thí nghiệm 36 2.1 Cấu tạo, nguyên lý hoạt động của mô đun tách lá 37 v 2.2 Cấu tạo, nguyên lý hoạt động của mô đun bẻ ngọn 38 2.3 Sơ đồ truyền động của bộ phận tách ngọn, lá mía 39 2.2 Phân tích, lựa chọn các thông số chính và cách điều chỉnh 40 2.1 Phân tích, lựa chọn các thông số chính 40 2.2 Cách điều chỉnh các thông số chính 42 2.3 Bố trí thí nghiệm 46 2.4 Phương pháp xác định các chỉ tiêu 46 2.1 Tỷ lệ tạp chất 47 2.2 Tỷ lệ tổn thất 47 2.3 Chi phí năng lượng riêng 48 2.5 Thiết bị thí nghiệm và dụng cụ đo đạc 48 2.1 Thiết bị và dụng cụ thí nghiệm 48 liệu rẻ 2.2 Các bước tiến hành thí nghiệm 49 2.6 Phương pháp nghiên cứu thực nghiệm đơn yếu tố 50 2.7 Phương pháp quy hoạch thực nghiệm đa yếu tố 52 2.8 Phương pháp phân tích hồi quy 54 2.1 Đánh giá thuần nhất phương sai 56 2.2 Xác định dạng tổng quát của mô hình hồi quy 56 2.3 Xác định các hệ số của mô hình hồi quy 56 2.4 Phương pháp kiểm tra tính tương thích của mô hình toán 56 2.5 Kiểm tra mức ý nghĩa của các hệ số hồi quy 57 2.6 Xác minh các điều kiện tiên quyết của phân tích hồi quy 58 2.9 Phương pháp tối ưu hóa hàm chỉ tiêu 58 2.1 Tìm tọa độ điểm đặc biệt của bề mặt hàm chỉ tiêu 58 2.2 Chuyển phương trình hồi quy sang dạng chính tắc 59 2.3 Phương pháp giải bài toán thương lượng tìm cực trị có điều kiện 60 2.3 Phương pháp thu thập thông tin 61 vi 2.1 Phương pháp thu thập thông tin thứ cấp 61 2.2 Phương pháp thu thập thông tin qua nguồn sơ cấp 62 Kết luận chương 2 63 Chương 3. NGHIÊN CỨU CƠ SỞ LÝ THUYẾT XÁC ĐỊNH MỘT 64 SỐ THÔNG SỐ CỦA BỘ PHẬN TÁCH NGỌN VÀ LÁ MÍA 3.1 Quá trình tách lá mía bằng răng bóc 64 3.2 Ảnh hưởng của các yếu tố động học đến quá trình tách lá mía bằng 66 răng bóc 3.1 Nghiên cứu chiều dài quét của răng bóc 66 3.1 Xác định chiều dài quét của răng bóc 66 3.2 Ảnh hưởng của tỷ số chiều cao đặt lô bóc đến chiều dài quét 68 3.3 Khảo sát ảnh hưởng của hệ số động học đến chiều dài quét 69 liệu rẻ 3.2 Nghiên cứu hệ số quét lặp 69 3.1 Xác định hệ số quét lặp 69 3.2 Ảnh hưởng của tỷ số chiều cao đặt lô bóc đến hệ số quét lặp 70 3.3 Khảo sát ảnh hưởng của chỉ số động học đến hệ số quét lặp 71 3.3 Nghiên cứu động lực học quá trình bẻ ngọn 72 3.1 Một số nhận xét về quá trình bẻ ngọn trên dàn thí nghiệm 72 3.2 Mô hình nghiên cứu quá trình bẻ ngọn mía 73 3.1 Phân tích quá trình bẻ ngọn mía trên mô đun bẻ ngọn 73 3.2 Các giả thiết khi xây dựng mô hình 74 3.3 Mô hình biến dạng của ngọn mía 75 3.4 Điều kiện bẻ gãy ngọn mía.4 Khảo sát mô phỏng quá trình bẻ ngọn mía 85 3.1 Thuật toán mô phỏng 85 3.2 Khảo sát quá trình động 88 3.3 Khảo sát quá trình tĩnh 89 vii 3.1 Phương trình mô tả biến dạng tĩnh 89 3.2 Mô men uốn của ngọn mía theo chiều dài ở các góc quay khác nhau 90 của thanh bẻ ngọn 3.3 Ứng suất uốn của ngọn mía theo chiều dài ở các góc quay khác nhau 91 của thanh bẻ ngọn 3.4 Ứng suất uốn cực đại của ngọn mía theo các góc quay của thanh bẻ 92 ngọn 3.5 Khảo sát ảnh hưởng của các thông số hình học 93 3.5 Xây dựng mô hình khảo sát quá trình bay của cây mía sau khi ra khỏi 95 buồng làm sạch 3.1 Xây dựng mô hình chuyển động (bay) của thân cây mía 96 3.2 Mô phỏng quỹ đạo chuyển động của thân mía 99 liệu rẻ 3.3 Khảo sát ảnh hưởng của vận tốc ban đầu đến quỹ đạo chuyển động 100 của thân mía Kết luận chương 3 101 Chương 4.

KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU THỰC NGHIỆM 103 4.1 Cơ sở chọn thông số nghiên cứu và xác định miền biến thiên 103 4.1 Xác định các thông số đầu vào và các chỉ tiêu chất lượng 103 4.2 Xác định miền biến thiên của các thông số đầu vào 105 4.2 Kết quả nghiên cứu thực nghiệm đơn yếu tố 107 4.1 Ảnh hưởng của vận tốc cấp (Vk) tới các chỉ tiêu 107 4.2 Ảnh hưởng của chỉ số động học (λ) tới các chỉ tiêu 112 4.3 Ảnh hưởng của mật độ mía (q) tới các chỉ tiêu 116 4.4 Ảnh hưởng của khoảng cách tâm lô bẻ ngọn (Lm) đến các chỉ tiêu 121 4.3 Xác định giá trị thông số tối ưu bằng phương pháp quy hoạch hóa 126 thực nghiệm (QHTN) đa yếu tố 4.1 Mã hóa các thông số nghiên cứu và lập ma trận thí nghiệm 127 viii 4.2 Kết quả xử lý số liệu thí nghiệm hàm tỷ lệ tạp chất 128 4.3 Kết quả xử lý số liệu thí nghiệm hàm tỷ lệ tổn thất 132 4.4 Kết quả xử lý số liệu thí nghiệm hàm chi phí năng lượng riêng 135 4.4 Tối ưu quá trình tách ngọn, lá mía 138 4.