Mô Hình Hóa Trường Nhiệt Độ Trong Buồng Dưỡng Hộ Ngói Vật Liệu Xi Măng Cát Cốt Sợi Polyme

Luận văn thạc sĩ nghiên cứu hay mô hình hóa trường nhiệt độ trong buồng dưỡng hộ ngói vật liệu xi măng cát cốt sợi polyme bằng, khảo sát thực trạng, phân tích nguyên nhân, đề xuất

• Tác giả: Nguyễn Văn Thịnh
• Người hướng dẫn: Ts. Đỗ Thế Vinh
• Trường học: Trường Đại học Kỹ thuật Công nghiệp – Đại học Thái Nguyên
• Chuyên ngành: Kỹ thuật Cơ khí
• Đề tài: Mô Hình Hóa Trường Nhiệt Độ Trong Buồng Dưỡng Hộ Ngói Vật Liệu Xi Măng -Cát - Cốt Sợi Polyme Bằng Hàm Dạng
• Loại tài liệu: Luận văn thạc sĩ
• Năm xuất bản: 2020
• Địa điểm: Thái Nguyên

Mục lục chi tiết

• LỜI CAM ĐOAN
• LỜI CẢM ƠN
• 1. CHƯƠNG 1: MỞ ĐẦU
• 1.1. Đặt vấn đề
• 1.2. Mục tiêu nghiên cứu của đề tài
• 1.3. Phương pháp nghiên cứu
• 1.4. Dự kiến kết quả đạt được
• 1.5. Tổng quan về ngói xi măng cát cốt sợi polyme và công nghệ làm ngói
• 1.5.1. Ngói và một số công nghệ làm ngói
• 1.5.2. Yêu cầu kỹ thuật của ngói dùng làm vật liệu xây dựng
• 1.5.3. Yêu cầu về kích thước của ngói phẳng, ngói sóng
• 1.5.4. Đặc tính chống chịu của ngói phẳng và ngói sóng
• 1.5.5. Quy trình công nghệ sản xuất ngói xi măng cát cốt sợi polyme

Tóm tắt

I. Tổng quan về mô hình hóa nhiệt độ trong buồng dưỡng hộ ngói xi măng

Mô hình hóa nhiệt độ trong buồng dưỡng hộ ngói xi măng cát cốt sợi polymer là một lĩnh vực nghiên cứu quan trọng trong ngành xây dựng. Việc hiểu rõ về nhiệt độ trong quá trình dưỡng hộ giúp tối ưu hóa chất lượng sản phẩm. Ngói xi măng cát cốt sợi polymer đang trở thành lựa chọn phổ biến nhờ vào tính năng vượt trội và khả năng tiết kiệm năng lượng. Nghiên cứu này không chỉ giúp cải thiện quy trình sản xuất mà còn góp phần bảo vệ môi trường.

1.1. Ứng dụng của mô hình hóa nhiệt độ trong xây dựng

Mô hình hóa nhiệt độ giúp xác định sự phân bố nhiệt trong buồng dưỡng hộ, từ đó điều chỉnh nguồn nhiệt phù hợp. Điều này không chỉ nâng cao năng suất mà còn đảm bảo chất lượng ngói. Việc áp dụng công nghệ này giúp giảm thiểu lãng phí năng lượng và tài nguyên.

1.2. Lợi ích của ngói xi măng cát cốt sợi polymer

Ngói xi măng cát cốt sợi polymer có nhiều ưu điểm như khả năng cách nhiệt tốt, độ bền cao và thân thiện với môi trường. Sản phẩm này đáp ứng được yêu cầu kỹ thuật khắt khe trong xây dựng, đồng thời giảm thiểu ô nhiễm trong quá trình sản xuất.

II. Vấn đề và thách thức trong mô hình hóa nhiệt độ

Mô hình hóa nhiệt độ trong buồng dưỡng hộ ngói xi măng cát cốt sợi polymer gặp phải nhiều thách thức. Một trong những vấn đề chính là sự phân bố nhiệt không đồng đều, dẫn đến chất lượng sản phẩm không ổn định. Ngoài ra, việc kiểm soát nhiệt độ trong quá trình dưỡng hộ cũng là một thách thức lớn. Cần có các phương pháp chính xác để đo và điều chỉnh nhiệt độ nhằm đảm bảo hiệu quả sản xuất.

2.1. Các yếu tố ảnh hưởng đến nhiệt độ trong buồng dưỡng hộ

Nhiệt độ trong buồng dưỡng hộ bị ảnh hưởng bởi nhiều yếu tố như độ ẩm, lưu thông không khí và chất liệu ngói. Việc hiểu rõ các yếu tố này giúp tối ưu hóa quy trình sản xuất và nâng cao chất lượng sản phẩm.

2.2. Thách thức trong việc đo và kiểm soát nhiệt độ

Việc đo và kiểm soát nhiệt độ trong buồng dưỡng hộ gặp khó khăn do sự biến đổi liên tục của nhiệt độ. Cần có các thiết bị đo chính xác và phương pháp nội suy hiệu quả để đảm bảo dữ liệu thu thập được là đáng tin cậy.

III. Phương pháp mô hình hóa nhiệt độ hiệu quả

Để mô hình hóa nhiệt độ trong buồng dưỡng hộ ngói xi măng cát cốt sợi polymer, có thể áp dụng nhiều phương pháp khác nhau. Phương pháp nội suy là một trong những cách hiệu quả nhất để xác định nhiệt độ tại các điểm khác nhau trong buồng. Việc sử dụng các hàm dạng lý thuyết và thực nghiệm giúp cải thiện độ chính xác của mô hình.

3.1. Phương pháp nội suy lý thuyết

Phương pháp nội suy lý thuyết sử dụng các công thức toán học để tính toán nhiệt độ tại các điểm chưa đo. Phương pháp này giúp giảm thiểu sai số và tăng độ chính xác trong việc xác định nhiệt độ.

3.2. Phương pháp nội suy thực nghiệm

Phương pháp nội suy thực nghiệm dựa trên dữ liệu thu thập từ các thí nghiệm thực tế. Phương pháp này giúp xác định nhiệt độ một cách chính xác hơn, đặc biệt trong các điều kiện sản xuất thực tế.

IV. Ứng dụng thực tiễn và kết quả nghiên cứu

Kết quả nghiên cứu về mô hình hóa nhiệt độ trong buồng dưỡng hộ ngói xi măng cát cốt sợi polymer đã cho thấy nhiều ứng dụng thực tiễn. Việc áp dụng mô hình này không chỉ giúp cải thiện quy trình sản xuất mà còn nâng cao chất lượng sản phẩm. Các kết quả thu được từ nghiên cứu đã được áp dụng tại nhiều nhà máy sản xuất ngói, mang lại hiệu quả kinh tế cao.

4.1. Kết quả khảo sát nhiệt độ trong buồng dưỡng hộ

Kết quả khảo sát cho thấy sự phân bố nhiệt độ trong buồng dưỡng hộ không đồng đều. Tuy nhiên, việc áp dụng mô hình hóa đã giúp cải thiện tình trạng này, đảm bảo nhiệt độ ổn định hơn trong quá trình sản xuất.

4.2. Ứng dụng mô hình hóa trong sản xuất ngói

Mô hình hóa nhiệt độ đã được áp dụng thành công trong sản xuất ngói tại nhiều nhà máy. Điều này không chỉ giúp nâng cao năng suất mà còn giảm thiểu lãng phí năng lượng và tài nguyên.

V. Kết luận và tương lai của mô hình hóa nhiệt độ

Mô hình hóa nhiệt độ trong buồng dưỡng hộ ngói xi măng cát cốt sợi polymer là một lĩnh vực nghiên cứu đầy tiềm năng. Kết quả nghiên cứu đã chứng minh được tính khả thi và hiệu quả của các phương pháp mô hình hóa. Trong tương lai, cần tiếp tục nghiên cứu và phát triển các phương pháp mới để nâng cao độ chính xác và hiệu quả trong việc kiểm soát nhiệt độ.

5.1. Tương lai của nghiên cứu mô hình hóa nhiệt độ

Nghiên cứu mô hình hóa nhiệt độ sẽ tiếp tục được phát triển với sự hỗ trợ của công nghệ mới. Việc áp dụng trí tuệ nhân tạo và học máy có thể giúp cải thiện độ chính xác và hiệu quả của mô hình.

5.2. Định hướng phát triển trong ngành xây dựng

Ngành xây dựng cần chú trọng hơn đến việc áp dụng các công nghệ mới trong sản xuất vật liệu. Mô hình hóa nhiệt độ sẽ là một trong những yếu tố quan trọng giúp nâng cao chất lượng sản phẩm và bảo vệ môi trường.

Trích đoạn nội dung tài liệu

Đặt vấn đề Ngói là vật liệu xây dựng phổ biến từ quá khứ đến hiện tại, nó phù hợp với nhiều kiểu kiến trúc từ bình dân đến các không gian sang trọng và đặc biệt được ưu thích bởi khả năng cách nhiệt tự nhiên. Với các công nghệ truyền thống, ở đó người ta sử dụng đất sét và nung ngói bằng các nguồn nhiệt sinh ra từ nhiên liệu hóa thạch hoặc vật liệu hữu cơ như than củi việc này vừa gây ổ nhiễm khí thải, nước thải và sử dụng tài nguyên. Ngày nay do nhu cầu vật liệu xây dựng gia tăng mạnh mẽ cộng với áp lực bảo vệ môi trường, các loại vật liệu xây dựng như gạch, ngói chuyển sang sử dụng các vật liệu và công nghệ không nung phi kiểu truyền thống. Tại Việt Nam theo phê duyệt của Thủ Tướng Chính Phủ về quy hoạch tổng thể phát triển vật liệu xây dựng Việt Nam đến năm 2020 và định hướng đến năm 2030 (số 1469/QĐ-TTg ngày 22/8/2014): ngành vật liệu xây dựng sẽ được ưu tiên phát triển theo hướng ổn định bền vững trên cơ sở sử dụng tài nguyên hiệu quả, ứng dụng các công nghệ hiện đại tiết kiệm nguyên, nhiên liệu, giảm thiểu ô nhiễm môi trường và nâng cao công suất, chất lượng sản phẩm.

Trong quyết định này vật liệu xi măng cát được đặc biệt chú trọng vì nguồn nguyên liệu phong phú đồng thời đáp ứng được tiêu chí sản xuất xanh và sản phẩm phù hợp với đặc điểm khí hậu, tập quán xây dựng của Việt Nam. Đề tài độc lập cấp nhà nước tài: “Nghiên cứu thiết kế, chế tạo dây chuyền đồng bộ tự động cán ép liên tục ngói xi măng - cát- cốt sợi polyme” mã số tài: ĐTĐLCN.18/17 là một công trình có mục đích tạo ra một dây chuyền sản xuất ngói không nung với vật liệu là xi măng, cát và sợi polyme do Tổ chức Chủ trì: Viện Cơ điện tử CIE (MICIE)- Thuộc Công ty CP Tập đoàn Xây dựng và thiết bị công nghiệp Địa chỉ tổ chức: Tầng 19, Tòa nhà Gelex, số 52 Phố Lê Đại Hành - Quận Hai Bà Trưng -TP Hà Nội Chủ nhiệm Đề tài: KS Hoàng Anh Sơn thực hiện. Nội dung của đề tài này là nghiên cứu thiết kế, chế tạo dây chuyền sản xuất ngói không nung hoàn thiện từ khâu trộn tự động nguyên liệu, cán ép tạo hình, dưỡng hộ và tách lấy ngói. 9 LUAN VAN CHAT LUONG download : add [e-mail] Đề tài luận văn này là một phần của đề tài độc lập cấp nhà nước nói trên và chỉ tập trung nghiên cứu phương pháp xây dựng trường nhiệt độ trong buồng dưỡng hộ ngói qua đó điều khiển nguồn nhiệt cấp vào buồng dưỡng theo chế độ hợp lý , cụ thể là đo sự phân bố của trường nhiệt độ trong buồng dưỡng dựa trên kỹ thuật mô hình hóa bằng hàm dạng.

Đây là khâu không chỉ đẩy nhanh quá trình rắn hóa vật liệu sau khi ép để tăng năng suất mà còn quyết định đến độ đồng đều của sản phẩm. Với những quan điểm như trên đề tài có tính cấp thiết không chỉ từ góc độ môi trường mà còn có quan hệ đến năng suất và chất lượng vật liệu xây dựng, yếu tố quyết định của việc được cấp phép đưa vào sản xuất và lưu hành sản phẩm. Nghiên cứu này là cơ sở cho biết việc thiết kế và bố trí sản phẩm trong buồng dưỡng đã đạt yêu cầu hay chưa, nó là cơ sở định lượng để điều chỉnh năng lượng tiêu hao cho nguyên công sấy đạt được hai chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật đồng thời.2 Mục tiêu nghiên cứu của đề tài Nghiên cứu đề xuất phương pháp đo và kiểm soát nhiệt độ một cách chính xác trên cơ sở nội suy gián tiếp. Sử dụng các thiết bị đo có chi phí rẻ, xác định được phổ nhiệt độ trong không gian lớn nhanh và chính xác, thu thập dữ liệu liên tục làm cơ sở cho yêu cầu của buồng dưỡng hộ ngói xi măng.

Về lý thuyết, luận văn tập trung nghiên cứu phương pháp mô hình hóa trường nhiệt độ bằng phương pháp hàm dạng lý thuyết và hàm dạng thực nghiệm. So sánh sự phù hợp của hai phương pháp đó với tình huống thực tế đặt ra để chọn phương pháp phù hợp hơn với bài toán cần giải quyết. Trên cơ sở phương pháp đã chọn, học viên sẽ xây dựng mô hình trường nhiệt trong buồng dưỡng kiểm tra sự phân vùng nhiệt độ và chênh lệch cho phép giữa các vùng này so sánh với Chế độ cấp nhiệt theo thời gian của công đoạn dưỡng hộ ngói. Từ mô hình toán sẽ thiết lập ba bài toán: Điểm có nhiệt độ cao nhất; Điểm có nhiệt độ thấp nhất; Tìm nhiệt độ của điểm cho trước.

10 LUAN VAN CHAT LUONG download : add [e-mail] Về thực tiễn, các bài toán trên được gắn với điều kiện sản xuất ngói cụ thể tại công ty Cổ phần Xây Dựng và Thiết bị Công Nghiệp CIE1- Lô 22+23, khu công nghiệp Quang Minh, Mê Linh, Hà Nội và đưa ra các kết luận về chính mô hình này.3 Phương pháp nghiên cứu - Phương pháp thực nghiệm - Phương pháp thống kê, so sánh - Phương pháp hồi quy và nội suy 1.4 Dự kiến kết quả đạt được - Về ý nghĩa khoa học: Đề tài góp phần xây dựng phương pháp xác định nhiệt độ gián tiếp, nội suy phổ nhiệt độ trong một không gian lò dưỡng hộ chính xác. Sự thành công trong lĩnh vực nhiệt độ là cơ sở để nghiên cứu và ứng dụng đối với các đại lượng tồn tại dưới dạng trường khác như độ ẩm, âm thanh, ánh sáng… - Ý nghĩa thực tiễn: Kết quả nghiên cứu của đề tài sẽ được sử dụng công nghiệp, luyện kim, và nông nghiệp.5 Tổng quan về ngói xi măng cát cốt sợi polyme và công nghệ làm ngói 1.1 Ngói và một số công nghệ làm ngói: Trên thế giới và tại Việt Nam hiện nay tồn tại 2 công nghê làm ngói như sau:  Ép thủy lực định hình trong khuôn: đươc sử dụng hạn chế và sử dụng trong tạo hình phụ kiện kèm theo ngói - Đặc điểm:  Sử dụng khuôn kín.  Sản phẩm có hình dạng bất kỳ  Vật liệu làm ngói: Bê tông độ sụt thấp, đất sét  Cường độ nén cao 11 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.1 Sản xuất ngói bằng máy ép thủy lực khuôn định hình Nhược điểm:  Kết cấu khuôn phức tạp, giá thành cao.  Năng suất rất thấp do mất nhiều thời gian phụ cho việc cấp vật liệu vào lòng khuôn và luân chuyển giữa các khâu.

Hiện tại năng suất lớn nhất đạt được là 4 viên/ph.  Môi trường bị ô nhiễm do nước xi măng thất thoát ra ngoài trong quá trình ép.  Công nghệ cán ép liên tục được sử dụng phổ biến  Sản phẩm có một mặt là bề mặt trượt liên tục  Vật liệu làm ngói: bê tông ẩm, đất sét  Năng suất rất cao tới 120 viên/ph do áp dụng được tự động hoàn toàn quá trình sản xuất. 12 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.2 Sản xuất ngói bằng dây chuyền cán ép liên tục Nhược điểm:  Không sử dụng được cho các sản phẩm có hình dạng bất kỳ.

 Sử dụng nhiều khuôn.2 Yêu cầu kỹ thuật của ngói dùng làm vật liệu xây dựng: Tại Việt Nam các nhà sản xuất ngói lợp trong nước dựa theo 2 tiêu chuẩn phổ biến dưới đây để kiểm tra/ đánh giá chất lương sản phẩm. Tiêu chuẩn TCVN 1453 : 1986 về ngói có rãnh  Về Kiểu dáng và kích thước Với các yêu cầu về kích thước được thể hiện trong hình 1. Ngoài ra còn một số các yêu cầu sau đây: - Chiều sâu rãnh ngói không nhỏ hơn 5(mm), chiều cao mấu không nhỏ hơn 15(mm). - Ngói phải có lỗ xâu dây thép và đường kính lỗ không nhỏ hơn 2(mm), ở khoảng cách 100(mm) kể từ rìa phía dưới của viên ngói.

13 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail. Hình dạng và biên dạng ngói lợp xi măng theo TCVN 1453 : 1986  Yêu cầu về dung sai cho phép đối với ngói có rãnh Bảng 1. Bảng kích thước ngói lợp xi măng cát theo TCVN 1453 : 1986 (đơn vị mm) Kích thước đủ Kích thước có ích Chiều dày h Chiều dài a Chiều dài b Chiều dài c Chiều rộng d Kiểu Sai Sai Sai Sai Sai ngói Danh lệch Danh lệch Danh lệch Danh lệch Danh lệch nghĩa cho nghĩa cho nghĩa cho nghĩa cho nghĩa cho phép phép phép phép phép Ngói lợp 380 ±5 240 ±3 330 ±3 220 ±3 12 ±2 có rãnh b. Tiêu chuẩn theo khuyết tật hạng ngói 14 LUAN VAN CHAT LUONG download : add [e-mail] Ngói xi măng cát được phân làm hai hạng: hạng 1 và hạng 2 tùy theo mức sai lệch cho phép về khuyết tật hình dạng bên ngoài (bảng 1.2 Các khuyết tật cho phép của ngói lợp xi măng theo TCVN 1453 : 1986 Mức cho phép Tên khuyết tật Hạng 1 Hạng 2 Độ vuông bề mặt, tính bằng mm, không lớn hơn.

2 3 Vết sứt hoặc chỗ vỡ ở một góc hay trên chiều dài của 8 12 một gờ, tính bằng mm, không lớn hơn. Vết sứt hoặc chỗ vỡ ở mấu, có kích thước không 1 2 quá ¼ chiều cao mấu, tính theo số vết, không quá. - Ngói có thể có màu trên toàn bộ chiều dày hay chỉ trên bề mặt ngói. Chất màu dùng để chế tạo ngói màu phải đảm bảo bền đối với ảnh hưởng môi trường và không gây tác hại cho độ bền của viên ngói.

Ngói trong cùng một lô phải có màu sắc đồng đều. Mỗi viên ngói phải có bề mặt nhẵn, mép phẳng và không được nứt. Các vết xước, xi măng thừa dính trên bề mặt và các hạt sạn nổi trong khoang rãnh úp không được phép cản trở việc ghép hoặc tháo dỡ ngói. - Đối với ngói đóng rắn trong điều kiện không khí ẩm thì tải trọng uốn gãy của viên ngói ở trạng thái không khí khô ở tuổi 28 ngày đêm, không nhỏ hơn 450(N).

- Khối lượng một mét vuông mái lợp ở trạng thái bão hòa nước, không lớn hơn 50(kg). - Thời gian xuyên nước của ngói xi măng cát không sớm hơn 60 phút.3 Yêu cầu về kích thước của ngói phẳng, ngói sóng Sai số kích thước Các thông số Dài và Chiều Số viên Chiều dài và Khối lượng trên Loại ngói rộng dày (mm) ngói trên rộng có ích một viên (kg) (mm) 1(m2) (mm) Ngói phẳng +3 +2 9 364x303 4.5 15 LUAN VAN CHAT LUONG download : add [e-mail] Ngói sóng -1 -1 9 364x303 4.4 Mặt cắt ngang sản phẩm ngói  Yêu cầu về đặc tính chống chịu của ngói phẳng và ngói sóng - Các vấn đề như biến dạng, nứt phải được loại bỏ - Sản phẩm ngói phải vượt qua các đặc điểm kỹ thuật sau: Bảng 1.