Bài báo này trình bày kết quả nghiên cứu của việc sử dụng những phế phẩm nông nghiệp để chế tạo các tấm panel cách nhiệt để ứng dụng trong dân dụng và công nghiệp.
Trang 1NGHIÊN CỨU SỬ DỤNG CÁC PHẾ PHẨM NÔNG NGHIỆP
ĐỂ CHẾ TẠO TẤM PANEL CÁCH NHIỆT
SỬ DỤNG TRONG DÂN DỤNG VÀ CÔNG NGHIỆP
USE OF RESEARCH AGRICULTURAL RESIDUE TO BUILD THE PANELS
INSULATION USE IN CIVIL AND INDUSTRY
SVTH: Nguyễn Hữu Thao, Huỳnh Trung Tài
Lớp 05N1, Trường Đại học Bách khoa
GVHD: PGS.TS Võ Chí Chính
Khoa công nghệ Nhiệt Điện Lạnh, Trường Đại học Bách khoa
TÓM TẮT
Bài báo này trình bày kết quả nghiên cứu của việc sử dụng những phế phẩm nông nghiệp
để chế tạo các tấm panel cách nhiệt để ứng dụng trong dân dụng và công nghiệp
ABSTRACT
This paper presents research results of using agricultural waste products to manufacture insulation panels for applications in civil and industrial
1 Mở đầu
Nước ta là một nước nông nghiệp và hàng năm thải ra một lượng lớn đến hàng triệu tấn các chất phế thải như trấu, bã mía, vỏ hạt điều, vỏ lạc, rơm, vỏ cafê… Nếu sử dụng các phế thải này một cách thích hợp có thể ứng dụng vào nhiều lĩnh vực như: xây dựng gạch xốp cách nhiệt, sản xuất điện năng, sản xuất tấm panel cách nhiệt, cách âm, chống nóng…
Một số nơi người nông dân sử dụng các phế thải nông nghiệp để làm chất đốt nhưng không hiệu quả, hoặc đốt bỏ gây ô nhiễm môi trường sống nghiêm trọng, thậm chí ở một số nơi chúng không được sử dụng rất lãng phí Cùng với sự phát triển của nền nông nghiệp, qui mô sản xuất ngày càng lớn và tập trung, các phế phẩm nông nghiệp ngày càng nhiều, việc nghiên cứu sử dụng chúng phục vụ đời sống và công nghiệp càng trở nên cấp bách và cần thiết Một trong những hướng sử dụng đó là sản xuất các tấm panel cách nhiệt phục vụ cho đời sống và trong công nghiệp Nhu cầu sử dụngcác tấm cách nhiệt ở Việt Nam rất lớn, ví dụ như cách nhiệt mái nhà các công trình công cộng, các nhà máy, phân xưởng, các hộ gia đình, trường học
2 Nội dung đề tài
2.1 Chế tạo các tấm panel cách nhiệt
2.1.1 Chuẩn bị nguyên liệu
Chuẩn bị nguyên liệu như: trấu, phoi bào, bã mía, xơ dừa
Phơi khô nguyên liệu để đảm bảo tính cách nhiệt tốt
Sàng lọc nguyên liệu, chỉ giữ lại nguyên liệu đảm bảo chất lượng và kích cỡ
Băm nhỏ nguyên liệu đạt kích cỡ phù hợp để đảm bảo chất lượng bề mặt các tấm
Trang 2panel khi ép
2.1.2 Chuẩn bị ép
Chuẩn bị các khuôn ép theo các kích cỡ chuẩn, sử dụng thích hợp cho từng mục đích cụ thể Khuôn ép được chế tạo từ thép tấm và ép bằng tay Khi qui mô lớn có thể sử dụng hệ thống bơm thủy lực để ép nhằm đảm bảo lực ép và độ nén panel đồng đều
khô
2.1.3 Ép khuôn
khối lượng định sẵn với từng loại nguyên liệu
Ép theo các độ dày định sẵn, sau khoảng thời gian 45 phút lấy tấm panel ra ngoài
, sơn
2.1.4 Sản phẩm đạt được
Sau khi tiến hành chế tạo tấm panel cách nhiệt ta được kết quả sau:
Hình 1 - Panel các loại khác nhau
2.2 Nghiên cứu thực nghiệm xác định hệ số dẫn nhiệt
2.2.1 Mô tả thí nghiệm
Để xác định hệ số dẫn nhiệt của các loại panel cách nhiệt nhằm đánh giá khả năng cách nhiệt của chúng, chúng tôi đã tiến hành thí nghiệm như sau:
Dựng một khối hợp lập phương từ các tấm panel cách nhiệt cùng chủng loại và kích thước với kích thước 350x350x350mm Ở giữa tâm khối hộp bố trí một đèn điện tròn công suất 200W, và coi như một hình cầu tỏa nhiệt đều ra 6 mặt khối hộp Đặt 3 cảm biến nhiệt độ dùng để xác định nhiệt độ các bề mặt vách và không khí trong khối hộp
Trang 32.2.2 Xác định hệ số dẫn nhiệt
Phương trình truyền nhiệt khi ổn định:
Q = U.I = 6.Q1 + Qkk (1)
Trong đĩ: Q1, Qkk –
, W
) t t ( F
Q1 w1 w2
Qkk .V.Cp.(t"kk t'kk )
tw1,tw2,t”kk,t’kk –
, oC;
V
C p,
-
Q 6F .(t t ) .V.C .(t t )
' kk
"
kk p 2
w 1
Từ (1) và (2) ta cĩ:
) t t (
F 6
) t t (
C V Q
2 w 1 w
' kk
"
kk
2.3 Kết quả đạt được
2.1
Stt gian
]
t"kk [0C]
tw1 [0C]
tw2, [0C]
Hình 2.2: Mơ hình thí nghiệm
tw1
tw2 Q=U*I
Q 1
Bọng âeìn
Trang 42 10 57 57 41 33 31
Tương tự đối với câc tấm panel phoi băo, bê mía Dưới đđy lă kết quả tính toân hệ
số dẫn nhiệt của câc tấm panel
Stt gian
[phút]
=10 [mm]
=15 [mm]
=20 [mm]
=10 [mm]
=15 [mm]
=20 [mm]
=10 [mm]
=15 [mm]
=20 [mm]
1 10 0.168 0.169 0.18 0.21 0.21 0.23 0.224 0.231 0.231
2 20 0.117 0.132 0.145 0.156 0.162 0.173 0.171 0.18 0.174
3 30 0.104 0.102 0.106 0.124 0.13 0.125 0.123 0.141 0.152
4 40 0.097 0.096 0.103 0.106 0.104 0.102 0.112 0.124 0.126
5 50 0.09 0.094 0.093 0.101 0.103 0.101 0.102 0.103 0.105
6 60 0.089 0.09 0.085 0.101 0.1 0.101 0.102 0.086 0.102
5 10 15 20 25 30 35 40 45
0
Bề dày 10mm Bề dày 15mm Bề dày 20mm
t 0 c
2.3
2.3.1 Nhận xĩt
11 ,
14 ,
có khả năng câch nhiệt tốt
Sai số trong mỗi lần thí nghiệm bề dăy khâc nhau khi tính toân hệ số dẫn nhiệt thì có sự sai lệch ∆ 10% Sai số năy có thể cho phĩp được
Đối với câc tấm panel câch nhiệt ở trín ta thấy, khi độ dăy căng tăng thì độ chính nhiệt độ tcăng lớn
Câc tấm panel câch nhiệt có thể đảm bảo độ bền cơ học cũng như tính thẩm mỹ cao
Trang 5Tấm panel cách nhiệt trên có khả năng cách nhiệt tốt và có những tính chất ưu điểm hơn một số vật liệu cách nhiệt có trên thị trường như: tính chất chống cháy, chống mối mọt, và tạo xốp khí trong tấm panel cách nhiệt
Khi so sánh các tấm panel cách nhiệt như: tấm panel vỏ trấu, tấm panel bã mía, tấm panel phoi bào, và tấm panel hỗn hợp thì ta thấy rằng hệ số dẫn nhiệt của vỏ trấu nhỏ nhất, như vậy tấm panel bằng vỏ trấu có khả năng cách nhiệt tốt nhất
2.4 Tính kinh tế của đề tài
Để đánh giá tính kinh tế của đề tài, ta đánh giá giá thành của 1m2
tấm panel cách nhiệt, dày 10mm loại này sau khi đã chế biến thành phẩm như sau:
2.4.1 Tiền mua keo
Giá mua keo, axít (phenol formandehit + Keo Epoxy): 25.000 VND/kg/8tấm
Diện tích 8 tấm: F = 8x0,35x0,35 = 0,98 m2
Tiền mua keo tính cho 1m2
: T1 = 25.000/0,98 = 25.500 đồng
2.4.2 Tiền mua hoá chất…
Giá mua hoá chất (chống mối mọt, tạo sự rỗng khí) 11.500VND/kg/12 tấm
: F = 12x0,35x0,35=1,47 m2
1m2: T2=11.500/1,47 Vật liệu ép: bã mía, vỏ trấu, phoi bào 2.000/50kg (hiện tại thu lượm không tốn tiền)
1 m2: T3 Nhân công: do mình
Giá thành tính để chế tạo 1 m2
tấm panel: T=T1+T2+T3 = 37.300VND/m2
3 Kết luận
Các tấm panel mặc dù được sản xuất thủ công nhưng chất lượng thẩm mỹ có thể sử dụng được trong công nghiệp và đời sống
Hệ số dẫn nhiệt của tất cả loại panel này (vỏ trấu, phoi bào, bã mía…) đều khá nhỏ chứng tỏ hiệu quả cách nhiệt tốt, có thể sử dụng làm vật liệu cách nhiệt tốt
Độ bền cơ học, chống mối mọt, chống cháy… tốt
Giá thành không cao (37.300 VNĐ/m2) so với loại vật liệu cách nhiệt khác
Dễ chế tạo, có thể triển khai qui mô vừa và lớn mà không cần đầu tư nhiều
Có thể sử dụng vào nhiều mục đích khác nhau như: laphong, trang trí trần…
Đây là đề tài mới và ý nghĩa thực tiễn cao Trong thời gian tới với nhu cầu sử dụng các tấm panel cách nhiệt ngày càng nhiều với các mục đích khác nhau thì sẽ mở ra một hướng mới cho một ngành công nghiệp về sản xuất tấm panel cách nhiệt
Trang 6TÀI LIỆU THAM KHẢO
[1] PGS.TS Nguyễn Bốn, PGS.TS Hoàng Ngọc Đồng (1999), Nhiệt kĩ thuật, Nxb Giáo Dục, Hà Nội
[2] PGS.TS Phạm Lê Dần, GS.TSKH Đặng Quốc Phú (1999), Bài tập cơ sở kĩ thuật nhiệt, Nxb Giáo dục, Hà Nội
[3] TS Vũ Minh Đức (2006), “Sản xuất gạch “Xốp” cách nhiệt từ phế thải”, Tạp chí gốm xây dựng, số 37
[4] GS Halimaton Hamdan, “Sản xuất aerogel cách nhiệt từ tro trấu của đại học công nghệ malaysia”, Tạp chí khoa học phổ thông, Webside: http://congnghehoahoc.org/vat-lieu/cong-nghe-silicat/san-xuat-aerogel-cach-nhiet-tu-tro-trau.html
[7] http://www.itpc.hochiminhcity.gov.vn
[8] Và một số tài liệu liên quan đến công nghệ hoá, trên internet
