BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP. HỒ CHÍ MINH KHOA CƠ KHÍ CHẾ TẠO MÁY ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NGÀNH CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT CƠ KHÍ THIẾT KẾ, CHẾ TẠO MÁY XỬ LÝ NƯỚC UỐNG GIA ÐÌNH 50 LÍT/NGÀY ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ PLASMA GVHD: TS. TRẦN NGỌC ÐẢM NGUYỄN VĂN GHI MSSV : 12144027 TRẦN PHƯƠNG NAM MSSV: 12144067 S KL 0 0 4 7 0 6 Tp. Hồ Chí Minh, tháng 07 năm 2016 do an 4.
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO ĐẠI HỌC SƢ PHẠM KỸ THUẬT TP. HỒ CHÍ MINH KHOA CƠ KHÍ CHẾ TẠO MÁY ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Đề tài: “THIẾT KẾ, CHẾ TẠO MÁY XỬ LÝ NƢỚC UỐNG GIA ĐÌNH 50 LÍT/NGÀY ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ PLASMA” Giảng viên hƣớng dẫn: TS. TRẦN NGỌC ĐẢM Sinh viên thực hiện: NGUYỄN VĂN GHI 12144027 TRẦN PHƢƠNG NAM 12144067 Lớp: 121441A Khoá: 2012-2016 Tp. Hồ Chí Minh, tháng tháng 7 /2016 do an BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM KỸ THUẬT TP.
HỒ CHÍ MINH BỘ MÔN CƠ KHÍ CHẾ TẠO MÁY ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Đề tài: “THIẾT KẾ, CHẾ TẠO MÁY XỬ LÝ NƢỚC UỐNG GIA ĐÌNH 50 LÍT/NGÀY ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ PLASMA” Giảng viên hƣớng dẫn: TS. TRẦN NGỌC ĐẢM Sinh viên thực hiện: NGUYỄN VĂN GHI 12144027 TRẦN PHƢƠNG NAM 12144067 Lớp: 121441A Khoá: 2012-2016 Tp. Hồ Chí Minh, tháng tháng 7 /2016 do an TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM KỸ THUẬT TP. HCM CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM KHOA CƠ KHÍ CHẾ TẠO MÁY Độc lập - Tự do – Hạnh phúc NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Giảng viên hƣớng dẫn: TS.
TRẦN NGỌC ĐẢM Sinh viên thực hiện: NGUYỄN VĂN GHI 12144027 TRẦN PHƢƠNG NAM 12144067 1. Tên đề tài: THIẾT KẾ, CHẾ TẠO MÁY XỬ LÝ NƢỚC UỐNG GIA ĐÌNH 50 LÍT/NGÀY ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ PLASMA 2. Các số liệu, tài liệu ban đầu: - Công suất : 50 lít/ngày - Kích thƣớc bao : 480 300 1200 - Tự động hoàn toàn - Đạt chỉ tiêu lí, hóa của Bộ Y TẾ quy định trong QCVN 01 :2009/BYT 3. Nội dung chính của đồ án: - Thiết kế tính toán tìm ra mô hình tối ƣu cho thiết bị có thể sử dụng trong gia đình và cạch tranh với các thiết bị khác trên thị trƣờng.
Thiết bị phải đƣợc thiết kế logic để thuận tiện trong việc tháo lắp và bảo trì thiết bị khi gặp sự cố. - Chế tạo mô hình với tốc độ xử lý là 01 lít/lần/10 giây. - Đánh giá đƣợc các ƣu, khuyết điểm của hệ thống, đồng thời tìm ra các giải pháp để khác phục các khuyết điểm đó. - Tìm giải pháp đầu ra cho thiết bị.
Các sản phẩm dự kiến: - Đầu tiên, chế tạo ra máy xử lí nƣớc bằng công nghệ plasma với công suất 50lít/ngày. - Máy có kích thƣớc nhỏ gọn, đẹp mắt có thể sử dụng cho gia đình và các công ty. Ngày nộp đồ án: 20/7/2016 TRƢỞNG BỘ MÔN GIẢNG VIÊN HƢỚNG DẪN (Ký, ghi rõ họ tên) (Ký, ghi rõ họ tên) Đƣợc phép bảo vệ ………………………………………… ii do an LỜI CAM KẾT - Tên đề tài: “THIẾT KẾ , CHẾ TẠO MÁY XỬ LÝ NƢỚC UỐNG GIA ĐÌNH 50 LÍT/NGÀY ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ PLASMA - Giảng viên hƣớng dẫn: TS. Trần Ngọc Đảm - Họ và tên sinh viên: Nguyễn Văn Ghi Trần Phƣơng Nam MSSV: 1214027 12144067 Lớp: 121441A 121441A Địa chỉ: Đức Phổ, Quãng Ngãi Nghệ An Số điện thoại : 0984541747 01636530996 Email: (12144027)(12144067)@sudent.vn - Ngày nộp khoá luận tốt nghiệp (ĐATN): 20/ 7 / 2016 - Lời cam kết: “Tôi xin cam đoan khoá luận tốt nghiệp (ĐATN) này là công trình do chính tôi nghiên cứu và thực hiện.
Tôi không sao chép từ bất kỳ một bài viết nào đã được công bố mà không trích dẫn nguồn gốc. Nếu có bất kỳ một sự vi phạm nào, tôi xin chịu hoàn toàn trách nhiệm”. Tp, Hồ Chí Minh, Ngày 20 Tháng 7 Năm 2016 (Ký, ghi rõ họ tên) iii do an LỜI CẢM ƠN Đồ án tốt nghiệp đối với sinh viên năm cuối là rất quan trọng, nhằm tổng hợp lại những kiến thức về chuyên ngành cơ khí chế tạo máy và các môn học khác mà chúng em đã đƣợc học trong khoảng thời gian chúng em ngồi trên giảng đƣờng đại học, cũng nhƣ những kinh nghiệm từ thực tế. Đồ án tốt nghiệp này đã giúp chúng em đi từ lý thuyết vào thực tế nghiên cứu và chế tạo mô hình thực tế.
Qua đó chúng em đã củng cố vững hơn về kiến thức chuyên ngành và kỹ năng làm việc thực tế cũng nhƣ làm việc nhóm sao cho hiệu quả hơn, là một kỹ năng rất cần thiết cho kỹ sƣ sau khi ra trƣờng. Lời cảm ơn chân thành và sâu sắc nhất đầu tiên xin gửi đến gia đình vì sự động viên không mệt mỏi và sự kề cận, giúp đỡ, tạo mọi điều kiện để em hoàn thành khóa học của mình một cách tốt nhất. Trƣớc tiên em xin gửi lời cảm ơn chân thành nhất đến toàn thể quý thầy cô trong Khoa Cơ Khí Chế Tạo Máy đã truyền đạt những kiến thức, kinh nghiệm quý báu, tận tình giúp đỡ và tạo điều kiện tốt nhất cho em thực hiện đề tài này. Đặc biệt là TS.
Trần Ngọc Đảm, ngƣời đã hƣớng dẫn, chỉ bảo tận tình và tạo điều kiện thuận lợi để chúng em hoàn thành tốt Đồ Án. Mặc dù đã rất cố gắng, nhƣng trong một khoảng thời gian cho phép, cũng nhƣ hạn chế về mặt kiến thức của bản thân, đồ án này không thể tránh khỏi nhiều thiếu sót. Chính vì vậy, em rất mong nhận đƣợc sự góp ý của các thầy giáo, cô giáo cũng nhƣ của bạn bè và những ngƣời có quan tâm đến lĩnh vực mà đồ án này đã đƣợc trình bày. Cuối cùng em xin kính chúc TS.
Trần Ngọc Đảm cùng quý thầy, cô trong Khoa Cơ Khí Chế Tạo Máy lời chúc sức khỏe, hạnh phúc, công tác tốt. Chúng em xin chân thành cảm ơn! Tp. Hồ Chí Minh, ngày 20 tháng 7 năm 2016 iv do an TÓM TẮT ĐỒ ÁN NGHIÊN CỨU, THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO MÁY XỬ LÝ NƢỚC UỐNG CHO CỘNG ĐỒNG BẰNG CÔNG NGHỆ PLASMA Công nghệ Plasma đã có lâu đời nhƣng hầu hết đƣợc thì chỉ đƣợc ứng dụng trong phòng thí nghiệm với áp suất thấp.Về việc ứng dụng công nghệ Plasma để xử lý nƣớc thải hoặc xử lý nƣớc uống… thì đã từng đƣợc đƣa vào ứng dụng thử nghiệm trong và ngoài nƣớc. Hƣớng nghiên cứu xử lý nƣớc uống bằng công nghệ Plasma bắt đầu có sáng chế đầu tiên vào thập niên 90, hiện nay đã trở thành mối quan tâm trên toàn cầu và hứa hẹn đây là lĩnh vực còn nhiều đột phá trong tƣơng lai.
Theo các nhà khoa học khẳng định: nguồn nƣớc máy của Việt Nam hiện đang bị nhiễm khuẩn trầm trọng, không thể sử dụng trực tiếp vì nguy cơ nhiễm khuẩn cao. Do đó, cần thiết phải đƣợc xử lý bằng công nghệ trƣớc khi đến đƣợc tay ngƣời sử dụng. Ngoài thì trƣờng hiện nay đang dùng các loại nƣớc uống tinh khiết đóng chai, bình hay qua thiết bị lọc nƣớc thƣờng dùng (ứng dụng công nghệ thẩm thấu ngƣợc – RO, công nghệ lọc nƣớc sạch theo nguyên lý hấp phụ) có chi phí khá cao và đang đƣợc cảnh báo là thiếu các vi chất, khoáng chất, mất cân bằng điện giải. Để giải quyết những hạn chế trên, các nhà khoa học đã nghĩ đến công nghệ Plasma.
Công nghệ Plasma tạo ra gốc tự do có lực oxy hóa rất mạnh, đồng thời tạo ra hiện tƣợng sóng xung kích (shockwaves), tia cực tím (UV) và hiện tƣợng phá vỡ lên kết hóa học (vòng benzen) bởi các va chạm mạnh của các hạt mang điện (electron và ion). Nhờ đó có thể phá vỡ các thành phần hóa học độc hại và diệt virus trong nƣớc uống. Các tạp chất bị đốt trực tiếp trong môi trƣờng Plasma nên nƣớc sau khi xử lý không bị chuyển màu theo thời gian. Hệ thống mô hình gồm có: Nguồn điện cấp vào (0-220v), buồng Plasma và hai điện cực để tạo ra dòng tia plasma trong đó cực dƣơng đƣợc bọc cách điện, cực âm là thanh inox 304.
Khi cung cấp điện áp vào 220v vào buồng Plasma nơi mà điện áp đƣợc khuếch đại lên rất nhiều lần từ (0-220v) lên đến (20-40kv)m. Với điện áp cao giữa hai cực âm và dƣơng tạo ra sóng xung kích, tia cực tím, và hiện tƣợng phá vỡ liên kết hóa học của dòng nƣớc đi ngang qua vùng xử lý. Sau khi đã đƣợc xử lý, nƣớc đƣợc cung cấp trực tiếp đến nhiều ngƣời sử dụng thông qua trụ nƣớc. v do an Nghiên cứu đƣợc thực hiện gồm sáu giai đoạn là: - Giai đoạn 1: Nghiên cứu lý thuyết về công nghệ Plasma, động lực học plasma, nghiên cứu khả năng bắn điện bằng công nghệ Plasma và ứng dụng tia Plasma vào xử lý nƣớc.
- Giai đoạn 2: Đƣa ra nhiều phƣơng án thiết kế chế tạo mô hình xử lý thực nghiệm, phân tích ƣu nhƣợc điểm của từng phƣơng án, và cuối cùng chọn phƣơng án tối ƣu dựa trên tiêu chí hiệu suất xử lý, tiết kiệm năng lƣợng và bảo vệ môi trƣờng. - Giai đoạn 3: Tiến hành thí nghiệm với các điều kiện khác nhau: công suất tiêu hao (dòng điện, điện áp, tần số), kích thƣớc hình dáng buồng Plasma. - Giai đoạn 4: Nghiên cứu, thiết kế và chế tạo một hệ thống xử lý nƣớc uống bằng công nghệ plasma với công suất của một cơ sở sản xuất nƣớc uống. - Giai đoạn 5 : Nghiên cứu, thiết kế và chế tạo hệ thống xử lý nƣớc ƣớng bằng công nghệ Plasma với công suất nhỏ hơn nhƣng có độ thẩm mỹ cao để có thể lắp tại cái xí nghiệp và trƣờng học.
- Giai đoạn 6 : Nguyên cứu, thiết kế, thu gọn và chế tạo máy xử lý nƣớc uống bằng công nghệ Plasma để sử dụng cho gia đình nhƣng đòi hỏi phải đáp ứng đủ tính thẩm mỹ, tiện nghi và an toàn cho ngƣời sử dụng. vi do an MỤC LỤC NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP. i LỜI CAM KẾT. iii LỜI CẢM ƠN.
vii DANH MỤC BẢNG HIỆU. x MỤC LỤC SƠ ĐỒ, HÌNH VẼ. xi DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT. xii CHƢƠNG 1 GIỚI THIỆU.
TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI:. Ý NGHĨA KHOA HỌC VÀ THỰC TIỄN CỦA ĐỀ TÀI:. Ý nghĩa khoa học:. Ý nghiã thực tiễn.
MỤC TIÊU CỦA ĐỀ TÀI:. Mục tiêu chung. Mục tiêu cụ thể. ĐỐI TƢỢNG VÀ PHẠM VI NGUYÊN CỨU:.
Đối tƣợng nguyên cứu:. Phạm vi nghiên cứu. PHƢƠNG PHÁP NGUYÊN CỨU:. Cơ sở phƣơng pháp luận.
Các phƣơng pháp nghiên cứu cụ thể. 5 CHƢƠNG 2 TỔNG QUAN NGUYÊN CỨU ĐỀ TÀI .1 ĐỊNH NGHĨA VỀ NƢỚC:. 6 vii do an 2. VAI TRÒ CỦA XỬ LÝ NƢỚC UỐNG.
MỘT SỐ PHƢƠNG PHÁP XỬ LÝ NƢỚC UỐNG:. Phƣơng pháp lọc thô: .