Nghiên cứu tối ưu kích thước quạt thổi Roots dẫn động bằng bánh răng không tròn

• Tác giả: George Johnes
• Trường học: Trường Đại Học
• Chuyên ngành: Kỹ Thuật Cơ Khí
• Đề tài: Tối ưu kích thước quạt thổi Roots với bánh răng không tròn
• Loại tài liệu: luận án
• Năm xuất bản: 2023
• Địa điểm: Hà Nội

Mục lục chi tiết

• 1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ QUẠT THỔI RÔTO KHÔNG TIẾP XÚC KIỂU ROOTS
• 1.1. Tổng quan về quạt thổi rôto không tiếp xúc kiểu Roots
• 1.2. Cấu tạo và nguyên lý hoạt động
• 1.3. Phân loại quạt thổi rôto không tiếp xúc
• 1.4. Ưu nhược điểm
• 2. CHƯƠNG 2: NGHIÊN CỨU TỔNG HỢP BIÊN DẠNG MỚI THIẾT KẾ RÔTO CỦA QUẠT THỔI KHÔNG TIẾP XÚC
• 3. CHƯƠNG 3: TỐI ƯU KÍCH THƯỚC THIẾT KẾ CỦA QUẠT THỔI THEO LƯU LƯỢNG CHO TRƯỚC
• 4. CHƯƠNG 4: ẢNH HƯỞNG CỦA KHE HỞ ĐẾN TỔN THẤT LƯU LƯỢNG, TỤT ÁP SUẤT CỦA QUẠT VÀ THỰC NGHIỆM KIỂM CHỨNG
• LỜI MỞ ĐẦU
• PHỤ LỤC 1: CƠ SỞ LÝ THUYẾT VỀ GIẢI THUẬT DI TRUYỀN
• PHỤ LỤC 2: THIẾT KẾ, SẢN PHẨM MẪU CHẾ TẠO VÀ THIẾT BỊ THÍ NGHIỆM
• PHỤ LỤC 3: KẾT QUẢ ĐO THỰC NGHIỆM KIỂM CHỨNG
• PHỤ LỤC 4: MÃ NGUỒN LẬP TRÌNH THEO KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU LÝ THUYẾT
• KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ

Tóm tắt

I. Tính cấp thiết của nghiên cứu

Quạt thổi Roots, một loại máy thủy lực thể tích, đã được phát triển từ những năm 1843 và ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực công nghiệp. Sự cải tiến biên dạng rôto là yếu tố quan trọng ảnh hưởng đến hiệu suất quạt. Nghiên cứu hiện tại tập trung vào việc tối ưu hóa kích thước quạt thổi Roots với bánh răng không tròn, nhằm nâng cao hiệu suất và lưu lượng. Việc cải tiến này không chỉ đáp ứng nhu cầu trong nước mà còn có giá trị toàn cầu, khi mà các ứng dụng của quạt thổi Roots ngày càng đa dạng và phức tạp.

1.1. Lịch sử phát triển quạt thổi Roots

Quạt thổi Roots được phát minh bởi George Johnes vào năm 1843 và sau đó được cải tiến bởi anh em nhà Roots vào năm 1860. Qua gần 180 năm phát triển, quạt thổi Roots đã trở thành một phần không thể thiếu trong nhiều hệ thống công nghiệp. Các nghiên cứu về biên dạng rôto đã chỉ ra rằng việc cải tiến này có thể làm tăng đáng kể lưu lượng và áp suất của quạt. Nhiều sáng chế đã được thực hiện để tối ưu hóa thiết kế quạt, từ đó nâng cao hiệu suất làm việc của chúng.

II. Mục tiêu nghiên cứu

Luận án đặt ra mục tiêu cải tiến biên dạng rôto dựa trên nguyên lý dẫn động của cặp bánh răng không tròn. Mục tiêu cụ thể bao gồm việc thiết lập phương trình biên dạng rôto mới, tối ưu hóa thông số thiết kế để đạt được kích thước nhỏ nhất cho quạt, và xác định ảnh hưởng của các khe hở đến hiệu suất quạt. Những mục tiêu này không chỉ giúp nâng cao hiệu suất quạt mà còn mở ra hướng đi mới cho nghiên cứu và ứng dụng trong ngành công nghiệp.

2.1. Thiết lập phương trình biên dạng rôto

Phương trình biên dạng rôto được thiết lập dựa trên nguyên lý dẫn động của cặp bánh răng không tròn. Việc này giúp tạo ra một biên dạng mới, có khả năng cải thiện đáng kể hiệu suất thể tích và lưu lượng của quạt. Nghiên cứu này không chỉ mang tính lý thuyết mà còn có ứng dụng thực tiễn cao trong việc thiết kế quạt thổi Roots mới.

III. Phương pháp nghiên cứu

Phương pháp nghiên cứu bao gồm việc kết hợp giữa lý thuyết và thực nghiệm. Các mô hình lý thuyết được xây dựng dựa trên các nguyên lý vật lý và cơ học, sau đó được kiểm chứng qua các thí nghiệm thực tế. Việc sử dụng phần mềm mô phỏng hiện đại giúp tối ưu hóa thiết kế và giảm thiểu thời gian cũng như chi phí chế tạo. Phương pháp này đảm bảo tính chính xác và khả thi của các kết quả nghiên cứu.

3.1. Mô phỏng và thực nghiệm

Mô phỏng số được thực hiện bằng phần mềm Ansys để kiểm chứng các lý thuyết đã phát triển. Các mẫu quạt được chế tạo và thử nghiệm thực tế nhằm đánh giá hiệu suất và chất lượng dòng chảy. Kết quả từ mô phỏng và thực nghiệm sẽ được so sánh để xác định độ chính xác của các phương pháp nghiên cứu đã áp dụng.

IV. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn

Nghiên cứu này không chỉ có ý nghĩa khoa học trong việc phát triển lý thuyết thiết kế quạt thổi Roots mà còn có giá trị thực tiễn cao. Việc cải tiến biên dạng rôto và tối ưu hóa kích thước quạt sẽ cung cấp cho các nhà sản xuất một giải pháp mới trong chế tạo quạt thổi Roots không tiếp xúc. Điều này không chỉ giúp nâng cao hiệu suất làm việc mà còn giảm thiểu các vấn đề về dao động lưu lượng, từ đó cải thiện chất lượng dòng chảy.

4.1. Ứng dụng trong công nghiệp

Kết quả nghiên cứu có thể được áp dụng trong nhiều lĩnh vực công nghiệp như xi măng, giấy, hóa chất và xử lý nước thải. Việc cải tiến quạt thổi Roots sẽ giúp các doanh nghiệp tiết kiệm chi phí và nâng cao hiệu quả sản xuất. Hơn nữa, nghiên cứu này còn mở ra hướng đi mới cho các ứng dụng trong các lĩnh vực khác nhau của cuộc sống dân sinh.