Luận án Nghiên cứu một số thông số chính của bộ phận tách ngọn và lá ứng dụng trên máy liên hợp thu hoạch mía nguyên cây

Tên luận án:

NGHIÊN CỨU MỘT SỐ THÔNG SỐ CHÍNH CỦA BỘ PHẬN TÁCH NGỌN VÀ LÁ ỨNG DỤNG TRÊN MÁY LIÊN HỢP THU HOẠCH MÍA NGUYÊN CÂY

Ngành:

Kỹ thuật cơ khí

Tóm tắt nội dung tài liệu:

Luận án "Nghiên cứu một số thông số chính của bộ phận tách ngọn và lá ứng dụng trên máy liên hợp thu hoạch mía nguyên cây" giải quyết vấn đề thu hoạch mía, một công đoạn nặng nhọc chiếm 18-20% tổng chi phí sản xuất tại Việt Nam. Phương pháp thu hoạch mía nguyên cây một giai đoạn bằng máy liên hợp được đánh giá là phù hợp cho hơn 50% vùng nguyên liệu. Tuy nhiên, hiệu quả của bộ phận tách ngọn và lá trên các máy này còn hạn chế, gây tắc nghẽn do khối lượng lá và ngọn mía lớn.

Mục tiêu của nghiên cứu là xây dựng cơ sở khoa học cho quá trình bẻ ngọn, tách lá mía; lựa chọn nguyên lý, kết cấu và xác định các thông số chính ảnh hưởng đến chất lượng mía thu hoạch và chi phí năng lượng. Đối tượng nghiên cứu là quá trình tách ngọn và lá mía trên máy liên hợp THM nguyên cây một giai đoạn, tập trung vào xác định mô hình và các thông số chính dưới các giả thiết cụ thể về cây mía và kế thừa các đặc tính đã nghiên cứu.

Nội dung nghiên cứu bao gồm việc xác định nguyên lý làm việc, xây dựng mô hình lý thuyết, nghiên cứu thực nghiệm đơn yếu tố và đa yếu tố để tối ưu hóa quá trình tách ngọn và lá. Luận án đã đề xuất nguyên lý bẻ ngọn mía dựa trên biến dạng uốn tại "điểm mặt trăng" của ngọn mía, tích hợp mô đun bẻ ngọn nối tiếp với mô đun tách lá trên máy liên hợp THM nguyên cây.

Về ý nghĩa khoa học, nghiên cứu đã xây dựng được cơ sở lý thuyết để mô phỏng, khảo sát ảnh hưởng của các thông số kỹ thuật như vận tốc cấp (Vk), chỉ số động học (λ), mật độ mía (q), và khoảng cách tâm lô bẻ ngọn (Lm) đến tỷ lệ tạp chất (η), tỷ lệ tổn thất (ψ) và chi phí năng lượng riêng (Ne). Các kết quả này bổ sung cơ sở dữ liệu và là tài liệu tham khảo hữu ích trong lĩnh vực cơ khí nông nghiệp.

Về ý nghĩa thực tiễn, kết quả nghiên cứu góp phần hoàn thiện thiết kế và chế tạo máy liên hợp THM nguyên cây một giai đoạn. Cụ thể, bộ phận tách ngọn và lá đã được ứng dụng trên máy SHC-0,2A, một sản phẩm của dự án cấp nhà nước, và đã vận hành thực tế tại Sơn La năm 2019. Luận án đã xác định được các giá trị tối ưu cho các thông số vận hành như vận tốc cấp (Vk=4,33m/s), chỉ số động học (λ=4,33), mật độ mía (q=3,66kg/m2), và khoảng cách đặt lô bẻ ngọn (Lm=0,584m). Các kết quả khảo nghiệm cho thấy tỷ lệ tạp chất và độ hao hụt nằm trong ngưỡng cho phép theo Quy chuẩn quốc gia (tỷ lệ tạp chất ≤30‰, tỷ lệ tổn thất ≤10‰, chi phí năng lượng riêng Nemin =1.906 Ws/kg).

Mục lục chi tiết:

• MỞ ĐẦU

  • 1. Tính cấp thiết của đề tài nghiên cứu
  • 2. Mục tiêu nghiên cứu
  • 3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu
    • 3.1. Đối tượng nghiên cứu
    • 3.2. Phạm vi nghiên cứu
  • 4. Nội dung nghiên cứu
  • 5. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của luận án
    • 5.1. Ý nghĩa khoa học
    • 5.2. Ý nghĩa thực tiễn
  • 6. Những đóng góp mới của luận án

• Chương 1. TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU

  • 1.1. Tổng quan vấn đề nghiên cứu
  • 1.2. Đề xuất nguyên lý bộ phận bẻ ngọn mía
  • 1.3. Định hướng nhiệm vụ nghiên cứu tiếp theo

• Chương 2. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

  • 2.1. Phương pháp nghiên cứu lý thuyết
  • 2.2. Phương pháp nghiên cứu thực nghiệm
    • 2.2.1. Phương pháp nghiên cứu thực nghiệm đơn yếu tố
    • 2.2.2. Phương pháp quy hoạch thực nghiệm đa yếu tố
    • 2.2.3. Phương pháp tối ưu hóa hàm mục tiêu
  • 2.3. Phương pháp thu thập thông tin

• Chương 3. NGHIÊN CỨU CƠ SỞ LÝ THUYẾT XÁC ĐỊNH MỘT SỐ THÔNG SỐ CỦA BỘ PHẬN TÁCH NGỌN VÀ LÁ MÍA

  • 3.1. Quá trình tách lá mía bằng răng bóc
  • 3.2. Ảnh hưởng của các yếu tố động học đến quá trình tách lá mía bằng răng bóc
    • 3.2.1. Ảnh hưởng của tỷ số chiều cao đặt lô bóc và chỉ số động học đến chiều dài quét
    • 3.2.2. Ảnh hưởng của tỷ số chiều cao đặt lô bóc và chỉ số động học đến hệ số quét lặp
  • 3.3. Nghiên cứu động lực học quá trình bẻ ngọn
    • 3.3.1 Các giả thiết khi xây dựng mô hình
    • 3.3.2. Mô hình biến dạng của ngọn mía
    • 3.3.3. Điều kiện bẻ gãy ngọn mía
  • 3.4. Khảo sát mô phỏng quá trình bẻ ngọn mía
    • 3.4.1. Thuật toán mô phỏng
    • 3.4.2. Khảo sát quá trình động
    • 3.4.3. Khảo sát quá trình tĩnh
  • 3.5. Xây dựng mô hình khảo sát quá trình bay của cây mía sau khi ra khỏi bộ phận tách ngọn và lá mía
    • 3.5.1. Xây dựng mô hình chuyển động (bay) của thân cây mía
    • 3.5.2. Mô phỏng quĩ đạo chuyển động của thân cây mía
  • Kết luận chương 3

• Chương 4. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU THỰC NGHIỆM

  • 4.1. Nghiên cứu thực nghiệm đơn yếu tố
    • 4.1.1. Ảnh hưởng của vận tốc cấp (Vk) đến các chỉ tiêu được trình bày trên hình 4.1, 4.2, 4.3
    • 4.1.2. Ảnh hưởng của chỉ số động học (λ) đến các chỉ tiêu được trình bày trên hình 4.4, 4.5, 4.6
    • 4.1.3. Ảnh hưởng của mật độ mía (q) tới các chỉ tiêu được trình bày trên hình 4.7, 4.8, 4.9
    • 4.1.4. Ảnh hưởng của khoảng cách tâm lô bẻ ngọn (Lm) đến các chỉ tiêu được thể hiện trên hình 4.10, 4.11, 4.12.
  • 4.2. Qui hoạch hóa thực nghiệm đa yếu tố
  • 4.3. Kết quả tối ưu quá trình tách ngọn và lá mía
  • Kết luận chương 4

• KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ

  • 1. Kết luận
  • 2. Kiến nghị

• NHỮNG CÔNG TRÌNH ĐÃ CÔNG BỐ