LUẬN văn THẠC sĩ - Nghiên cứu tối ưu hóa một số thông số làm việc của máy bứt củ lạc bằng phương pháp thực nghiệm
13 thg 5, 2023 | 14:10

LUẬN văn THẠC sĩ - Nghiên cứu tối ưu hóa một số thông số làm việc của máy bứt củ lạc bằng phương pháp thực nghiệm



Ở Việt Nam, việc cơ giới hóa vẫn chưa được áp dụng rộng rãi trong sản xuất và thu hoạch nhất là công đoạn bứt củ lạc. Hầu hết ở các vùng trồng lạc ở Miền trung vẫn còn làm bằng thủ công nên tốn nhiều sức lao động, mất nhiều thời gian và hiệu quả không cao. Do đặc điểm canh tác, điều kiện thổ nhưỡng, khí hậu…nên việc sử dụng các máy và công cụ bứt củ lạc trên thế giới vào sản xuất ở Việt Nam vẫn còn hạn chế và chưa phù hợp. Mặt khác, ở Việt Nam nói chung và khu vực Trung bộ nói riêng hiện đang có một số loại máy bứt củ lạc. Tuy nhiên, việc nghiên cứu tối ưu hóa một số thơng số làm việc của máy chưa được thực hiện, nên cần phải có nghiên cứu để làm rõ vấn đề này. Trên cơ sở máy bứt củ lạc năng suất 200kg/giờ của Thạc sỹ Trần Võ Văn May - Khoa Cơ khí - Cơng nghệ, Trường Đại học Nông Lâm - Đại học Huế và giống lạc L14 được trồng phổ biến tại Thừa Thiên Huế. Nghiên cứu này đã tiến hành làm thực nghiệm để tối ưu hóa một số thơng số làm việc của máy. Kết quả nghiên cứu đã xác định được mơ hình tốn về mối quan hệ giữa tốc độ quay của trống đập, khe hở giữa hai trống đập và lượng cấp liệu với tỷ lệ sót (Ys = 5,745 - 7,204 x1 - 3,658x3 + 8,539x3 - 6,99x1.x3), tỷ lệ dính tia (Yd = 18,2458 - 2,337x1 - 3,972x2 - 2,994x3), và tỷ lệ củ vỡ (Yv = 14,2338 + 0,635x1 + 0,422x2 - 1,29x3 - 0,4575 x2.x3). Kết quả giải bài toán tối ưu được các giá trị tại tốc độ quay của trống đập 700 vòng/phút, khe hở giữa hai trống đập là 20,93mm và lượng cấp liệu là 1,361 kg/s cho kết quả tối ưu đa mục tiêu với tỷ lệ sót, tỷ lệ dính tia, tỷ lệ củ vỡ lần lượt là 4,70%, 10,98% và 2,03%.


NỘI DUNG:


DANH MỤC CÁC BẢNG ......................................................................................... vii
DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ẢNH ........................................................................viii
MỞ ĐẦU ....................................................................................................................... 1
1. Đặt vấn đề.................................................................................................................. 1
2. Mục tiêu của đề tài .................................................................................................... 2
2.1. Mục tiêu chung...................................................................................................... 2
2.2. Mục tiêu cụ thể ....................................................................................................... 2
3. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn .................................................................................. 2
3.1.Ý nghĩa khoa học .................................................................................................... 2
3.2. Ý nghĩa thực tiễn .................................................................................................... 2
CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU ............................................. 3
1.1. Công nghệ và phương pháp thu hoạch lạc trên thế giới và ở Việt Nam .............. 3
1.1.1. Công nghệ thu hoạch lạc trên thế giới và ở Việt Nam....................................... 3
1.1.2. Các phương pháp thu hoạch lạc trên thế giới và ở Việt Nam............................ 4
1.2. Tình hình nghiên cứu và sử dụng máy bứt củ lạc trên thế giới ............................ 5
1.3. Tình hình nghiên cứu và sử dụng máy bứt củ lạc ở Việt Nam ............................. 7
1.4. Một số nguyên lý làm việc bộ phận đập của máy bứt củ lạc hiện nay............... 14
1.4.1. Nguyên lý tách củ nhờ đập cây lạc vào đế tựa (thường là một thanh gỗ) ....... 15
1.4.2. Nguyên lý đập bứt củ (trống răng hoặc trống thanh) ....................................... 16
1.4.3. Nguyên lý tuốt củ .............................................................................................. 18
1.4.4. Nguyên lý đập dọc trục ..................................................................................... 19
1.4.5. Nguyên lý đập củ lạc bằng hai trống đập quay ngược chiều ........................... 21
1.4.6. Nguyên lý làm việc bộ phận đập của máy bứt củ lạc BPĐ-2T ....................... 22

1.5. Đặc điểm sinh học, cơ lý tính cây lạc .................................................................. 23
1.5.1. Các thông số sinh học của cây và củ lạc .......................................................... 23
1.5.2. Độ ẩm của thân cây và củ lạc ........................................................................... 25
1.5.3. Hệ số ma sát của cây lạc với vật liệu làm răng đập củ lạc............................... 26
1.5.4. Lực bứt củ ra khỏi rễ và các lực liên quan đến củ, cuống rễ và cây lạc .......... 27
CHƯƠNG 2. ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ........................ 33
2.1. Đối tượng nghiên cứu ......................................................................................... 33
2.2. Phương pháp nghiên cứu .................................................................................... 33
2.2.1. Phương pháp nghiên cứu tài liệu ...................................................................... 33
2.2.2. Phương pháp nghiên cứu lý thuyết ................................................................... 33
2.2.3. Phương pháp thực nghiệm ................................................................................ 33
2.2.3.5. Xây dựng và kiểm tra mô hình thực nghiệm................................................ 36
2.2.3.6. Phương pháp tối ưu hóa ................................................................................. 38
CHƯƠNG 3. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN .................................. 40
3.1. Xác định miền thí nghiệm.................................................................................... 40
3.2. Tiến hành làm thực nghiệm ................................................................................. 40
3.2.1. Bài tốn 1: tìm nghiệm x1, x2, x3 sao cho ys (tỷ lệ sót củ) là thấp nhất............ 40
3.2.2. Bài tốn 2: tìm nghiệm x1, x2, x3 sao cho yd (tỷ lệ dính tia) là thấp nhất......... 42
3.2.3. Bài tốn 3: tìm nghiệm x1, x2, x3 sao cho yv (tỷ lệ vỡ củ) là thấp nhất. ........... 43
3.3. Xây dựng phương trình hồi quy .......................................................................... 44
3.3.1. Bài tốn 1: tìm nghiệm x1, x2, x3 sao cho ys (tỷ lệ sót củ) là thấp nhất............ 44
3.3.2. Bài tốn 2: tìm nghiệm x1, x2, x3 sao cho yd (tỷ lệ dính tia) là thấp nhất......... 46
3.3.3. Bài tốn 3: tìm nghiệm x1, x2, x3 sao cho yv (tỷ lệ vỡ củ) là thấp nhất ............ 48
3.4. Kết quả tính tốn tối ưu hố................................................................................. 50
3.4.1. Bài tốn 1: tìm nghiệm x1, x2, x3 sao cho ys (tỷ lệ sót củ) là thấp nhất............ 50
3.4.2. Bài tốn 2: tìm nghiệm x1, x2, x3 sao cho yd (tỷ lệ dính tia) là thấp nhất......... 51
3.4.3. Bài tốn 3: tìm nghiệm tối ưu x1, x2, x3 sao cho yv (tỷ lệ vỡ củ) là thấp nhất. 52
3.4.4. Bài toán tối ưu đa mục tiêu về tỷ lệ sót, tỷ lệ dính tia và tỷ lệ củ vỡ .............. 53
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ





Ở Việt Nam, việc cơ giới hóa vẫn chưa được áp dụng rộng rãi trong sản xuất và thu hoạch nhất là công đoạn bứt củ lạc. Hầu hết ở các vùng trồng lạc ở Miền trung vẫn còn làm bằng thủ công nên tốn nhiều sức lao động, mất nhiều thời gian và hiệu quả không cao. Do đặc điểm canh tác, điều kiện thổ nhưỡng, khí hậu…nên việc sử dụng các máy và công cụ bứt củ lạc trên thế giới vào sản xuất ở Việt Nam vẫn còn hạn chế và chưa phù hợp. Mặt khác, ở Việt Nam nói chung và khu vực Trung bộ nói riêng hiện đang có một số loại máy bứt củ lạc. Tuy nhiên, việc nghiên cứu tối ưu hóa một số thơng số làm việc của máy chưa được thực hiện, nên cần phải có nghiên cứu để làm rõ vấn đề này. Trên cơ sở máy bứt củ lạc năng suất 200kg/giờ của Thạc sỹ Trần Võ Văn May - Khoa Cơ khí - Cơng nghệ, Trường Đại học Nông Lâm - Đại học Huế và giống lạc L14 được trồng phổ biến tại Thừa Thiên Huế. Nghiên cứu này đã tiến hành làm thực nghiệm để tối ưu hóa một số thơng số làm việc của máy. Kết quả nghiên cứu đã xác định được mơ hình tốn về mối quan hệ giữa tốc độ quay của trống đập, khe hở giữa hai trống đập và lượng cấp liệu với tỷ lệ sót (Ys = 5,745 - 7,204 x1 - 3,658x3 + 8,539x3 - 6,99x1.x3), tỷ lệ dính tia (Yd = 18,2458 - 2,337x1 - 3,972x2 - 2,994x3), và tỷ lệ củ vỡ (Yv = 14,2338 + 0,635x1 + 0,422x2 - 1,29x3 - 0,4575 x2.x3). Kết quả giải bài toán tối ưu được các giá trị tại tốc độ quay của trống đập 700 vòng/phút, khe hở giữa hai trống đập là 20,93mm và lượng cấp liệu là 1,361 kg/s cho kết quả tối ưu đa mục tiêu với tỷ lệ sót, tỷ lệ dính tia, tỷ lệ củ vỡ lần lượt là 4,70%, 10,98% và 2,03%.


NỘI DUNG:


DANH MỤC CÁC BẢNG ......................................................................................... vii
DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ẢNH ........................................................................viii
MỞ ĐẦU ....................................................................................................................... 1
1. Đặt vấn đề.................................................................................................................. 1
2. Mục tiêu của đề tài .................................................................................................... 2
2.1. Mục tiêu chung...................................................................................................... 2
2.2. Mục tiêu cụ thể ....................................................................................................... 2
3. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn .................................................................................. 2
3.1.Ý nghĩa khoa học .................................................................................................... 2
3.2. Ý nghĩa thực tiễn .................................................................................................... 2
CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU ............................................. 3
1.1. Công nghệ và phương pháp thu hoạch lạc trên thế giới và ở Việt Nam .............. 3
1.1.1. Công nghệ thu hoạch lạc trên thế giới và ở Việt Nam....................................... 3
1.1.2. Các phương pháp thu hoạch lạc trên thế giới và ở Việt Nam............................ 4
1.2. Tình hình nghiên cứu và sử dụng máy bứt củ lạc trên thế giới ............................ 5
1.3. Tình hình nghiên cứu và sử dụng máy bứt củ lạc ở Việt Nam ............................. 7
1.4. Một số nguyên lý làm việc bộ phận đập của máy bứt củ lạc hiện nay............... 14
1.4.1. Nguyên lý tách củ nhờ đập cây lạc vào đế tựa (thường là một thanh gỗ) ....... 15
1.4.2. Nguyên lý đập bứt củ (trống răng hoặc trống thanh) ....................................... 16
1.4.3. Nguyên lý tuốt củ .............................................................................................. 18
1.4.4. Nguyên lý đập dọc trục ..................................................................................... 19
1.4.5. Nguyên lý đập củ lạc bằng hai trống đập quay ngược chiều ........................... 21
1.4.6. Nguyên lý làm việc bộ phận đập của máy bứt củ lạc BPĐ-2T ....................... 22

1.5. Đặc điểm sinh học, cơ lý tính cây lạc .................................................................. 23
1.5.1. Các thông số sinh học của cây và củ lạc .......................................................... 23
1.5.2. Độ ẩm của thân cây và củ lạc ........................................................................... 25
1.5.3. Hệ số ma sát của cây lạc với vật liệu làm răng đập củ lạc............................... 26
1.5.4. Lực bứt củ ra khỏi rễ và các lực liên quan đến củ, cuống rễ và cây lạc .......... 27
CHƯƠNG 2. ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ........................ 33
2.1. Đối tượng nghiên cứu ......................................................................................... 33
2.2. Phương pháp nghiên cứu .................................................................................... 33
2.2.1. Phương pháp nghiên cứu tài liệu ...................................................................... 33
2.2.2. Phương pháp nghiên cứu lý thuyết ................................................................... 33
2.2.3. Phương pháp thực nghiệm ................................................................................ 33
2.2.3.5. Xây dựng và kiểm tra mô hình thực nghiệm................................................ 36
2.2.3.6. Phương pháp tối ưu hóa ................................................................................. 38
CHƯƠNG 3. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN .................................. 40
3.1. Xác định miền thí nghiệm.................................................................................... 40
3.2. Tiến hành làm thực nghiệm ................................................................................. 40
3.2.1. Bài tốn 1: tìm nghiệm x1, x2, x3 sao cho ys (tỷ lệ sót củ) là thấp nhất............ 40
3.2.2. Bài tốn 2: tìm nghiệm x1, x2, x3 sao cho yd (tỷ lệ dính tia) là thấp nhất......... 42
3.2.3. Bài tốn 3: tìm nghiệm x1, x2, x3 sao cho yv (tỷ lệ vỡ củ) là thấp nhất. ........... 43
3.3. Xây dựng phương trình hồi quy .......................................................................... 44
3.3.1. Bài tốn 1: tìm nghiệm x1, x2, x3 sao cho ys (tỷ lệ sót củ) là thấp nhất............ 44
3.3.2. Bài tốn 2: tìm nghiệm x1, x2, x3 sao cho yd (tỷ lệ dính tia) là thấp nhất......... 46
3.3.3. Bài tốn 3: tìm nghiệm x1, x2, x3 sao cho yv (tỷ lệ vỡ củ) là thấp nhất ............ 48
3.4. Kết quả tính tốn tối ưu hố................................................................................. 50
3.4.1. Bài tốn 1: tìm nghiệm x1, x2, x3 sao cho ys (tỷ lệ sót củ) là thấp nhất............ 50
3.4.2. Bài tốn 2: tìm nghiệm x1, x2, x3 sao cho yd (tỷ lệ dính tia) là thấp nhất......... 51
3.4.3. Bài tốn 3: tìm nghiệm tối ưu x1, x2, x3 sao cho yv (tỷ lệ vỡ củ) là thấp nhất. 52
3.4.4. Bài toán tối ưu đa mục tiêu về tỷ lệ sót, tỷ lệ dính tia và tỷ lệ củ vỡ .............. 53
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ



M_tả

M_tả

Chuyên mục:

Không có nhận xét nào: