Nghiên Cứu Thực Nghiệm Các Yếu Tố Ảnh Hưởng Đến Nhiệt Độ Không Khí Qua Mô Hình Sử Dụng Tấm Cooling Pads Giải Nhiệt Bằng Nước Ngưng

• Tác giả: Nguyễn Nhật Nam
• Người hướng dẫn: TS. Đặng Hùng Sơn
• Trường học: Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật Thành phố Hồ Chí Minh
• Chuyên ngành: Công nghệ Kỹ thuật Nhiệt
• Đề tài: Nghiên cứu thực nghiệm các yếu tố ảnh hưởng đến nhiệt độ không khí qua mô hình sử dụng tấm cooling pads giải nhiệt bằng nước ngưng
• Loại tài liệu: Đồ án tốt nghiệp
• Năm xuất bản: 2024
• Địa điểm: Thành phố Hồ Chí Minh

• LỜI CẢM ƠN
• CÁC KÍ HIỆU VIẾT TẮT
• DANH MỤC BẢNG
• DANH MỤC HÌNH ẢNH
• 1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN
• 1.1. Giới thiệu đề tài nghiên cứu
• 1.2. Đối tượng và tình hình nghiên cứu trong và ngoài nước
• 1.2.1. Tình hình nghiên cứu trong nước
• 1.2.2. Tình hình nghiên cứu nước ngoài
• 2. CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT VÀ THIẾT LẬP THỰC NGHIỆM
• 2.1. Cơ sở lý thuyết về làm mát và điều hoà không khí
• 2.2. Phương pháp nghiên cứu thực nghiệm
• 2.2.1. Phương pháp Taguchi
• 2.2.1.1. Giới thiệu phương pháp Taguchi
• 2.2.1.2. Mục tiêu của phương pháp Taguchi
• 2.2.1.3. Ưu điểm và nhược điểm
• 2.2.1.4. Hoạch định taguchi
• 2.2.1.5. Tính chất bảng hoạch định trực giao
• 2.2.1.6. Các bước thực nghiệm
• 2.2.2. Phương pháp phân tích phương sai ANOVA
• 2.2.2.1. Phân tích phương sai một yếu tố (ONEWAY ANOVA)
• 2.2.2.2. Phân tích phương sai hai yếu tố
• 2.2.3. Phần mềm Minitab
• 2.2.3.1. Giới thiệu về phần mềm Minitab
• 2.2.3.2. Tính hữu dụng của Minitab
• 2.2.4. Phần mềm Inventor Professional 2021
• 3. CHƯƠNG 3: XỬ LÍ THỰC NGHIỆM VÀ PHÂN TÍCH SỐ LIỆU
• 3.1. Xử lí thực nghiệm
• 3.2. Xây dựng mô hình
• 3.3. Xây dựng các thông số yếu tố (Factors) và mức độ (Levels)
• 3.4. Tiến hành thực nghiệm
• 3.5. Kết quả thu được sau khi thực hiện thực nghiệm
• 3.6. Xử lý số liệu theo phương pháp Taguchi
• 4. CHƯƠNG 4: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN
• 4.1. Phân tích kết quả theo hai phương pháp Taguchi và Anova bằng phần mềm Minitab theo phương án thứ nhất
• 4.2. Phân tích kết quả theo hai phương pháp Taguchi và Anova bằng phần mềm Minitab theo phương án thứ hai
• 4.3. Thực nghiệm và kiểm chứng kết quả
• KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
• TÀI LIỆU THAM KHẢO

I. Yếu tố ảnh hưởng đến nhiệt độ không khí

Nghiên cứu tập trung vào việc xác định các yếu tố ảnh hưởng đến nhiệt độ không khí khi sử dụng tấm cooling pads trong hệ thống làm mát. Các yếu tố chính bao gồm bề dày tấm, thể tích nước, góc đặt tấm, thời gian trong ngày và tốc độ quạt. Phương pháp Taguchi và ANOVA được áp dụng để phân tích và tối ưu hóa các thông số này. Kết quả cho thấy, thời gian trong ngày có ảnh hưởng lớn nhất đến hiệu suất làm mát, với độ chênh lệch nhiệt độ trung bình đạt 7°C.

1.1. Phương pháp nghiên cứu

Phương pháp Taguchi được sử dụng để thiết kế thực nghiệm và xác định các yếu tố tối ưu. Phương pháp ANOVA được áp dụng để kiểm định độ tin cậy của kết quả. Các phần mềm hỗ trợ như Minitab và Inventor Professional 2021 giúp trực quan hóa và phân tích dữ liệu một cách hiệu quả. Quá trình thực nghiệm được thực hiện với các thông số được kiểm soát chặt chẽ, đảm bảo độ chính xác cao.

1.2. Kết quả thực nghiệm

Kết quả thực nghiệm chỉ ra rằng, bề dày tấm cooling pads 5cm, thể tích nước 6 lít, góc đặt tấm 0 độ, thời gian buổi chiều và tốc độ quạt 5.5 m/s là các thông số tối ưu. Độ chênh lệch nhiệt độ trung bình trước và sau khi qua hệ thống làm mát đạt 7°C, chứng minh hiệu quả của phương pháp này trong việc giảm nhiệt độ không khí.

II. Mô hình cooling pads và giải nhiệt bằng nước

Nghiên cứu sử dụng mô hình cooling pads để làm mát không khí thông qua quá trình bay hơi nước. Tấm cooling pads được thiết kế với các kích thước và góc đặt khác nhau để tối ưu hóa hiệu suất làm mát. Nước ngưng được sử dụng làm chất giải nhiệt, giúp tăng hiệu quả làm mát và tiết kiệm năng lượng. Mô hình này được xây dựng và thử nghiệm trong điều kiện thực tế, với các thông số được đo lường và phân tích kỹ lưỡng.

2.1. Thiết kế mô hình

Mô hình thực nghiệm được thiết kế với hệ thống cooling pads và đường ống dẫn nước ngưng. Các thông số như bề dày tấm, thể tích nước và góc đặt được điều chỉnh để đạt hiệu suất tối ưu. Phần mềm Inventor Professional 2021 được sử dụng để thiết kế và mô phỏng mô hình 3D, giúp đảm bảo tính chính xác và hiệu quả của thiết kế.

2.2. Hiệu suất làm mát

Hiệu suất làm mát của tấm cooling pads được đánh giá thông qua độ chênh lệch nhiệt độ trước và sau khi qua hệ thống. Kết quả cho thấy, việc sử dụng nước ngưng làm chất giải nhiệt giúp tăng hiệu suất làm mát lên đáng kể, với độ chênh lệch nhiệt độ trung bình đạt 7°C. Điều này chứng minh tính khả thi và hiệu quả của phương pháp này trong việc giảm nhiệt độ không khí.

III. Ứng dụng và giá trị thực tiễn

Nghiên cứu này có giá trị thực tiễn cao trong việc ứng dụng công nghệ làm mát bằng tấm cooling pads và nước ngưng. Phương pháp này không chỉ giúp giảm nhiệt độ không khí một cách hiệu quả mà còn tiết kiệm năng lượng và thân thiện với môi trường. Kết quả nghiên cứu có thể được áp dụng trong các hệ thống điều hòa không khí, nhà kính và các công trình kiến trúc khác, góp phần giảm thiểu tác động của biến đổi khí hậu.

3.1. Ứng dụng trong điều hòa không khí

Phương pháp làm mát bằng tấm cooling pads và nước ngưng có thể được tích hợp vào các hệ thống điều hòa không khí hiện đại, giúp giảm tiêu thụ điện năng và tăng hiệu suất làm mát. Điều này đặc biệt hữu ích trong các khu vực có khí hậu nóng ẩm, nơi nhu cầu làm mát cao.

3.2. Giá trị môi trường

Việc sử dụng nước ngưng làm chất giải nhiệt giúp giảm thiểu lượng nước thải và tiết kiệm tài nguyên nước. Phương pháp này cũng góp phần giảm phát thải khí nhà kính, thúc đẩy sự phát triển bền vững và bảo vệ môi trường.