Xây dựng phương trình vi phân biểu diễn chuyển động của khối nilon trên bề mặt răng đập ở máy làm sạch nilon theo nguyên lý đập – hút

Mục đích nghiên cứu là lập hệ phương trình vi phân chuyển động của khối nilon đang nằm trên bề mặt răng đập. Mô hình toán học mô phỏng sự chuyển động của nilon trên bề mặt răng đập được xây dựng theo nguyên lý D’Alembert.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Xây dựng phương trình vi phân biểu diễn chuyển động của khối nilon trên bề mặt răng đập ở máy làm sạch nilon theo nguyên lý đập – hútSCIENCE & TECHNOLOGY DEVELOPMENT, Vol 18, No.K8- 2015Xây dựng phương trình vi phân biểu diễnchuyển động của khối nilon trên bề mặtrăng đập ở máy làm sạch nilon theo nguyênlý đập – hút Nguyễn Thị Kiều Hạnh 1 Nguyễn Như Nam1 Ngô Kiều Nhi212Trường Đại học Nông Lâm Tp. Hồ Chí MinhTrường Đại học Bách khoa, ĐHQG-HCM(Bài nhận ngày 30 tháng 10 năm 2015, hoàn chỉnh sửa chữa ngày 10 tháng 11 năm 2015)TÓM TẮTMáy làm sạch nilon theo nguyên lý đập– hút là loại thiết bị dùng để tách và phân lycác thành phần khác bám vào bề mặt túinilon hay có lẫn trong khối nilon nhằm phụcvụ công nghệ tái chế nilon. Đây là loại máylàm sạch nilon lần đầu tiên được chính nhómtác giả nghiên cứu, công bố trong báo cáotổng kết đề tài khoa học cấp Thành phố HồChí Minh (năm 2013 – 2014) đã nghiệm thu:“Nghiên cứu máy làm sạch nilon theonguyên lý đập rũ ứng dụng trong công nghệtái chế nilon từ nguồn rác thải”. Bài báo nàylần đầu tiên trình bày một cách chi tiếtphương pháp xây dựng hệ phương trình viphân mô tả động lực học khối nilon trên bềmặt răng đập của máy làm sạch nilon theonguyên lý đập – hút. Mục đích nghiên cứu làlập hệ phương trình vi phân chuyển độngcủa khối nilon đang nằm trên bề mặt răngđập. Mô hình toán học mô phỏng sự chuyểnđộng của nilon trên bề mặt răng đập đượcxây dựng theo nguyên lý D’Alembert.Từ khóa: Máy làm sạch nilon theo nguyên lý đập – hút; răng đập; khối nilon trên bề mặtrăng đập; mô hình toán học mô phỏng sự chuyển động của khối nilon trên bề mặt răng đập.1. TỔNG QUANMáy làm sạch nilon theo nguyên lý đập – hútlà loại thiết bị dùng để tách và phân ly các thànhphần khác bám vào bề mặt túi nilon hay có lẫntrong khối nilon phục vụ công nghệ tái chế nilon.Đây là loại máy làm sạch nilon lần đầu tiên đượcchính nhóm tác giả nghiên cứu, công bố trong báocáo tổng kết đề tài khoa học cấp Thành phố HồChí Minh (năm 2013 – 2014) đã nghiệm thu:“Nghiên cứu máy làm sạch nilon theo nguyên lýPage 104đập rũ ứng dụng trong công nghệ tái chế nilon từnguồn rác thải” [1]. Do máy làm sạch nilon theonguyên lý đập – hút có nguyên lý làm việc mớivà lần đầu tiên công bố nên nhiều vấn đề về cơ sởlý thuyết trong đó có quá trình động lực học khốinguyên liệu nilon trong buồng làm sạch của máychưa được nghiên cứu hay làm rõ.Do đó các nghiên cứu động lực học khốinguyên liệu nilon trong máy làm sạch nilon theoTAÏP CHÍ PHAÙT TRIEÅN KH&CN, TAÄP 18, SOÁ K8- 2015nguyên lý đập – hút mang tính mới, có ý nghĩakhoa học và tính cấp thiết.2. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU2.1. Đối tượng làm sạch và phân loạiRác thải nilon dạng túi phân tách từ rác thảisinh hoạt.2.2. Mô hình máy làm sạch nilon làm việc theonguyên lý đập – hút MLSNLK – 30Máy làm sạch nilon làm việc theo nguyên lýđập – hút có sơ đồ cấu tạo như hình 1. Rô to dạnghình trụ, trên có gắn các răng đập dạng răng bảnphẳng bố trí theo đường ren vít và hợp với trụcmáy (hay đường sinh của rô to) một góc . Phíacuối rô to bố trí các cánh làm việc như một quạtly tâm. Rô to nhận truyền động trực tiếp từ độngcơ điện bằng bộ truyền đai. Bao quanh rô to phầnphía dưới trục là máng trống. Máng trống dạngmáng sàng gồm các thanh thép gân hàn với nhautạo thành các lỗ sàng hình chữ nhật để các thànhphần khác (không phải nilon) chui qua. Giữa đỉnhrăng với bề mặt máng sàng là khoảng không gianthực hiện tiếp tục quá trình tách và phân ly cácthành phần khác qua máng sàng.2.3. Quá trình làm việcKhi rô to quay, các răng đập vào khối vậtliệu (rác thải nilon) sẽ tạo ra các xung lực đểthắng liên kết của các chất bám vào bề mặt cácphần tử nilon. Đồng thời dưới tác động của răngđập và lực hút đẩy của quạt ly tâm làm cho khốivật liệu đập chuyển động. Theo Nguyễn Văn Hựu(2000) [2] thì chuyển động này có dạng quay trònkiểu xoắn ốc tạo nên sự trượt giữa các lớp vật liệuvới nhau và trượt với bề mặt máng sàng. Chuyểnđộng của khối nilon trong buồng đập như vậy sẽlàm các thành phần khác bám vào hay có trongkhối tách ra và ly tâm qua lỗ máng sàng để ra khỏibuồng làm sạch.2.4. Các giả thiếtQuá trình nghiên cứu có các giả thiết:+ Vận tốc của trống quay không đổi  =const;+ Tính chất của khối rác thải nilon trongbuồng đập là đồng nhất hay khối lượng riêng, hệsố ma sát,…ở các vị trí của khối rác thải nilon đềugiống nhau;+ Bỏ qua sự tác động tương hỗ của khối rácthải nilon trước và sau;+ Quy chuyển động của khối rác thải niloncó khối lượng m về chuyển động của khối tâm.+ Để đơn giản hóa bài toán, bỏ qua tác độngkhí động do răng (hay cánh) đập và quạt ly tâmtạo ra khi khối nilon còn ở vùng bị các răng đậpphía trước che khuất.Hình 1. Mô hình máy làm sạch nilon từ nguồn rác thải MLSNLK – 30Trang 105SCIENCE & TECHNOLOGY DEVELOPMENT, Vol 18, No.K8- 20152.5. Phương pháp xây dựng phương trìnhđộng lực họcXác định vị trí của khối nilon theo các quanhệ hình học, lư ...