NGHIÊN CỨU PHÁT TRIỂN THIẾT BỊ TÁCH DẦU RA KHỎI NƯỚC BẰNG PHƯƠNG PHÁP LY TÂM
Kỹ thuật cơ khí động lực; mã số: 9520116
Chuyên ngành: Khai thác, bảo trì tàu thủy.
Luận án "Nghiên cứu phát triển thiết bị tách dầu ra khỏi nước bằng phương pháp ly tâm" tập trung giải quyết vấn đề ô nhiễm dầu trong nước, đặc biệt là dầu tràn, vốn là một thách thức lớn. Nhận thấy phương pháp ly tâm có ưu điểm trong xử lý lượng lớn dầu, nghiên cứu sinh đã phát triển một thiết bị tách dầu nước dạng ống quay ly tâm, khắc phục hạn chế của các thiết bị hiện có chưa phù hợp với điều kiện khai thác ngoài khơi.
Mục đích chính của luận án là nghiên cứu bằng phương pháp tính toán, mô phỏng số và thử nghiệm để xác định các thông số tối ưu cho thiết bị. Phạm vi nghiên cứu bao gồm cơ sở lý thuyết về tách dầu bằng lực ly tâm, tính toán thông số thủy lực của thiết bị, mô phỏng số quá trình tách dầu để tìm ra kích thước hợp lý, và kiểm chứng kết quả bằng thực nghiệm.
Phương pháp nghiên cứu kết hợp lý thuyết và thực nghiệm. Luận án đã nghiên cứu cơ sở lý thuyết thủy lực cánh dẫn và bơm, cùng với cơ sở toán học động lực học dòng chảy (CFD) để mô phỏng số. Từ đó, đánh giá ảnh hưởng của các thông số như vòng quay, đường kính bầu, số cánh, góc đặt cánh và tỷ lệ dầu nước đầu vào đến hiệu quả tách dầu. Dựa trên kết quả mô phỏng số, một thiết bị mẫu đã được chế tạo và thử nghiệm thực tế.
Những đóng góp mới của luận án bao gồm việc xây dựng thuật toán tính toán thông số thủy lực và mô phỏng số 2D cho thiết bị tách dầu nước trong ống quay ly tâm. Nghiên cứu đã đánh giá ảnh hưởng của thông số kích thước, kết cấu bầu và cánh, từ đó lựa chọn được bộ thông số tối ưu cho thiết bị: đường kính trong ống quay 100 mm, đường kính bầu 80 mm, 9 cánh, góc đặt cánh 13 độ, và vòng quay 6.000 v/ph, phù hợp cho hàm lượng dầu đầu vào từ 300-600 ppm. Các kết quả thử nghiệm trong phòng cho thấy sai số giữa tính toán mô phỏng và thực tế không quá 6%, khẳng định tính chính xác của mô hình lý thuyết. Luận án cũng đã xây dựng quy trình tháo lắp thiết bị bằng mô phỏng 3D SolidWorks.
Về ý nghĩa khoa học và thực tiễn, luận án cung cấp cơ sở khoa học để thiết kế, chế tạo thiết bị tách dầu ly tâm hiệu quả, mở ra hướng phát triển hệ thống xử lý nước lẫn dầu cho các cảng biển Việt Nam, góp phần nội địa hóa sản phẩm, giảm giá thành và bảo vệ môi trường biển.