Luận văn Nghiên cứu, tính toán và mô phỏng vỏ bình gas composite (Phần 1)

Nội dung text: Luận văn Nghiên cứu, tính toán và mô phỏng vỏ bình gas composite (Phần 1)

1. BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH LUẬN VĂN THẠC SĨ LÊ MINH CHÍNH NGHIÊN CỨU, TÍNH TỐN VÀ MƠ PHỎNG VỎ BÌNH GAS COMPOSITE NGÀNH: CƠNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY - 605204 S K C 0 0 4 0 0 8 Tp. Hồ Chí Minh, tháng 05 năm 2013
2. B GIÁO DC VÀ ðÀO TO TRƯNG ðI HC SƯ PHM K THUT THÀNH PH H CHÍ MINH LUN VĂN THC SĨ LÊ MINH CHÍNH NGHIÊN CU, TÍNH TỐN VÀ MƠ PHNG V BÌNH GAS COMPOSITE NGÀNH: CƠNG NGH CH TO MÁY - 605204 Hưng dn khoa hc: PGS.TS NGUYN HỒI SƠN Tp. H Chí Minh, tháng 5/2013
3. LÝ LCH KHOA HC I. LÝ LCH SƠ LƯC: H & tên: Lê Minh Chính Gii tính: Nam Ngày, tháng, năm sinh: 28/02/1971 Nơi sinh: tnh Thái Bình Quê quán: xã Vũ Lãm - huyn Vũ Thư - tnh Thái Bình Dân tc: kinh ða ch liên lc: 331 - t 4 - khu ph 11 - phưng An Bình – thành ph Biên Hịa – tnh ðng Nai. ðin thoi: 0985556986 E-mail: chinhleminh40@yahoo.com II. QUÁ TRÌNH ðÀO TO: 1. Trung hc chuyên nghip: H đào to: chính qui Thi gian đào to t 8/1990 đn 8/1993 Nơi hc: Trưng Trung cp K thut Quân khí Ngành hc: Vũ khí 2. ði hc: H đào to: chuyên tu Thi gian đào to t 9/1998 đn 9/2001 Nơi hc: Hc Vin K Thut Quân S Ngành hc: Cơ khí III. QUÁ TRÌNH CƠNG TÁC CHUYÊN MƠN K T KHI TT NGHIP ðI HC: Thi gian N ơi cơng tác Cơng vic đm nhim Trư ng Sĩ Quan K Thut Quân S 9/2001 -3/2013 Ging dy (Trưng ði Hc Trn ði Nghĩa)
4. LI CAM ðOAN Tên đ tài: Nghiên cu, tính tốn và mơ phng v bình gas composite. GVHD: PGS.TS Nguyn Hồi Sơn H tên hc viên: Lê Minh Chính, MSHV: 11025204003 Lp: Cơng Ngh Ch To Máy 2011-2013 Tơi cam đoan đây là cơng trình nghiên cu ca tơi. Các s liu, kt qu nêu trong lun văn là trung thc và chưa tng đưc ai cơng b trong bt kỳ cơng trình nào khác. Tp. H Chí Minh, ngày 15 tháng 4 năm 2013 Lê Minh Chính
5. LI CM ƠN Trưc tiên tơi xin đưc bày t lịng bit ơn chân thành và sâu sc nht đn PGS.TS Nguyn Hồi Sơn, ngưi thy đã tn tình trc tip hưng dn, cung cp nhng tài liu quan trng, đnh hưng và sa cha nhng thiu sĩt trong sut quá trình tơi nghiên cu đ hồn thành cun lun văn này. Xin đưc cm ơn ti thy PGS.TS Lê Hiu Giang đã giúp đ, ch bo tn tình cho tơi trong quá trình thc hin lun văn. Tơi xin cm ơn quý thy trong Trưng ði Hc Sư Phm K Thut Thành Ph H Chí Minh đã tn tình dy d và giúp đ tơi trong sut quá trình hc tp ti trưng. Tơi cm ơn nhng li hi thăm, s giúp đ và đng viên nhit tình ca các anh ch hc viên trong lp cao hc khĩa 2011 -2013A ngành Cơng Ngh Ch To Máy và nht là gia đình đã to điu kin cho tơi hc tp tt. Cui cùng tơi xin cm ơn Phịng Cao hc Trưng ði Hc Sư Phm K Thut Thành Ph H Chí Minh đã to điu kin đ tơi hc tp cũng như thc hin xong lun văn này. Hc viên thc hin
6. TĨM TT Bình gas thưng ch to bng vt liu thép Carbon, đưc s dng rng rãi c trong sinh hot cũng như trong cơng nghip. Cui năm 2011 cơng ty TTA Composite gii thiu sn phm bình gas làm bng vt liu composite cho th trưng ðơng Nam Á, sn xut theo cơng ngh đc quyn ca Thy ðin. Trong đ tài này tác gi tìm hiu v vt liu, các thơng s k thut, cơng ngh ch to v bình gas bng vt liu composite. S dng phn mm Ansys Workbench12 đ mơ phng phân tích ng sut, bin dng ca v bình gas composite, so sánh kt qu phân tích ng sut phù hp vi kt qu tính tốn lý thuyt. So sánh kt qu phân tích ng sut, bin dng ca v bình gas composite vi v bình gas thép. T kt qu mơ phng, phân tích ng sut, bin dng phát hin v trí ng sut, bin dng ln nht, so sánh kt qu phù hp vi th nghim ti cơng ty TTA Composite. ð xut phương án tăng bn cho v bình bng cách tăng chiu dày phn bán ellip ca v bình. Mơ phng phân tích ng sut, bin dng ca v bình composite đã đ xut so sánh vi v bình gas chưa đ xut. ð xut thay đi vt liu ch to v bình gas, t vt liu S-Glass/Epoxy sang vt liu E-Glass/Epoxy đ gim giá thành cho v bình gas composite. Mơ phng phân tích ng sut, kim tra bn cho loi vt liu mi đ xut, so sánh vi kt qu th nghim.
7. ASTRACT Gas tanks are usually made of carbon steel material. It is widely use both in daily life as well as industry. Late in 2011, TTA Composite company introduced products gas tanks made of composite material for the Southeasr Asian market, the production of technology Swedish monopoly. In this project, the author learn about materials, specifications, manufacturing technology gas cylinders of composite material. Use of ANSYS Workbench12 software to simulate stress analysis, deformation of composite cylinders, compare stress analysis results consistent with theoretical calculation results. Compare results of stress analysis, deformation of composite cylinders with steel cylinders. From the simulation results, stress analysis, deformation detection of stress positions, the largest deformation, comparing the results with test match at TTA Composite companies. Proposed plans for increased durability cylinders by increasing the thickness of the semi-elliptical cylinders. Simulation analysis of stress, deformation of composite cylinders proposed compared with less cylinders proposed Proposed material changes cylinders fabricated from Glass/Epoxy material to S- E-Glass/Epoxy material to reduce costs for composite cylinders. Simulation of stress analysis, strength testing new material for the proposal, compared with experimental results.
8. MC LC TRANG Trang ta Quyt đnh giao đ tài i Lý lch cá nhân ii Li cam đoan iii Cm t iv Tĩm tt v Mc lc vi Danh sách các hình vii Danh sách các bng viii Chương 1. TNG QUAN 1 1.1. Gii thiu v gas, bình cha gas 1 1.2. Các kt qu nghiên cu trong và ngồi nưc đã cơng b 6 1.2.1. Trong nưc 6 1.2.2. Ngồi nưc. 10 1.3. Mc đích ca đ tài. 15 1.4. Nhim v ca đ tài và gii hn đ tài 15 1.5. Phương pháp nghiên cu 15 Chương 2. CƠ S LÝ THUYT V VT LIU COMPOSITE VÀ PHN T HU HN 17 2.1. Cơ s v vt liu composite 17 2.1.1. Khái nim 17 2.1.2. Ưu nhưc đim ca vt liu composite 17 2.1.2.1. Ưu đim 17 2.1.2.2. Nhưc đim 18 2.1.3. Phân loi vt liu composite 18 2.1.3.1. Phân loi vt liu theo pha nn 18 2.1.3.2. Phân loi theo cu trúc 19
9. 2.1.4. Cu to vt liu composite 19 2.1.4.1. Thành phn ct 19 2.1.4.2. Vt liu nn 21 2.1.5. Vt liu composite polyme 24 2.1.6. Cơng ngh ch to sn phm composite 27 2.1.6.1. Phương pháp ch to th cơng 27 2.1.6.2. Phương pháp phun hn hp composite 28 2.1.6.3. Phương pháp thm nha trưc 28 2.1.6.4. Phương pháp đùn ép 30 2.1.6.5. Phương pháp đúc chuyn nha 31 2.1.6.6. Phương pháp đúc chân khơng 32 2.2. Cơ s v phn t hu hn 34 2.2.1. Gii thiu v phn t hu hn 34 2.2.2. Các bưc gii bng phương pháp Phn t Hu hn 35 2.2.3. Cơ s phân tích tm composite 35 Chương 3. CƠ S TÍNH TỐN V BÌNH CHA LPG 40 3.1. Tính ng sut thân tr chu áp sut trong 40 3.1.1. Trưng hp thành tr mng 40 3.1.2. Trưng hp thành tr dày 41 3.2. Tính áp sut cho phép, chiu dày v bình cha LPG 43 3.2.1. H s an tồn bn và ng sut cho phép 43 3.2.2. Áp sut cho phép đi vi các b phn chu áp lc ca bình khi chu áp sut trong 43 3.2.2.1. Áp sut cho phép đi vi thân tr chu áp sut trong 44 3.2.2.2. Áp sut cho phép đi vi thân cu chu áp sut trong 44 3.2.2.3. Áp sut cho phép đi vi đáy ellip chu áp sut trong 45 3.2.2.4. Áp sut cho phép đi vi đáy chm cu chu áp sut trong 45 3.2.2.5. Áp sut cho phép đi vi đáy bán cu chu áp sut trong 45 3.2.2.6. Áp sut cho phép đi vi đáy cơn chu áp sut trong 46
10. Chương 4. TÌM HIU VT LIU, THƠNG S K THUT, CƠNG NGH SN XUT V BÌNH GAS COMPOSITE 48 4.1. Vt liu. 48 4.1.1. Vt liu nn (Maxtrit) 48 4.1.2. Vt liu ct (Fibre) 48 4.2. Thơng s k thut, cu trúc lp v bình 49 4.2.1. Thơng s k thut 49 4.2.2. Cu trúc lp v bình 50 4.3. Cơng ngh sn xut v bình gas composite 51 4.3.1. Cơng ngh qun si thy tinh 51 4.3.1. Cơng ngh đúc, ép v bình 52 Chương 5. MƠ PHNG, KIM TRA BN V BÌNH GAS COMPOSITE 54 5.1. Mơ phng s 54 5.1.1. Gii thiu v phn mm Ansys 54 5.1.2. Ansys cĩ nhng tính năng ni bt 55 5.1.3. Các bưc gii bài tốn trong Ansys12 55 5.1.4. Mơ phng v bình gas composite 56 5.1.4.1. Các bưc gii 56 5.1.4.2. Kt qu mơ phng v bình gas bng vt liu S-Glass/Epoxy 58 5.1.4.3. Kt qu mơ phng v bình gas bng vt liu thép Carbon 59 5.2. ð xut 61 5.2.1. Thay đi vt liu 61 5.2.2. Tăng chiu dày phn bán ellip 63 5.3. Kim tra bn 65 5.3.1. Kim tra bn cho v bình gas bng vt liu S-Glass/Epoxy 65 5.3.2. Kim tra bn cho v bình gas bng vt liu E-Glass/Epoxy 66 5.4. So sánh kt qu phân tích vi th nghim ti cơng ty TTA Composite 67
11. Chương 6. KT LUN 69 6.1. Tng kt ni dung đã thc hin trong lun văn 69 6.2. ðánh giá kt qu 70 6.3. Tính kh thi ca đ tài 70 6.4. Nhng vn đ tn ti và hưng phát trin đ tài 71 TÀI LIU THAM KHO 72 PH LC 75
12. DANH SÁCH CÁC BNG BNG TRANG Bng 1.1: Bng so sánh hàm nhit ca mt s loi nhiên liu 4 Bng 2.1: ðc tính cơ lý ca tm vt liu composite cĩ ct si đng phương trên cơ s nha epoxy và mt s kim loi truyn thng 26 Bng 4.1: ðc trưng cơ hc ca vt liu Epoxy 48 Bng 4.2: ðc tính cơ lý ca si thy tinh 49 Bng 4.3: Tính cht vt liu S-Glass/Epoxy 49 Bng 5.1: ðc tính cơ lý ca si thy tinh loi E so vi mt s loi khác 61 Bng 5.2: Giá tr ng sut, bin dng phn bán ellip trưc và khi đ xut 65 Bng 5.3: Giá tr ng sut, bin dng bình gas composite 68
13. DANH SÁCH CÁC HÌNH HÌNH TRANG Hình 1.1: ðng phân ca Butane 3 Hình 1.2: Bình gas thép 5 Hình 1.3: Bn x lý nưc thi FRP 6 Hình 1.4: Hm b biogas composite 7 Hình 1.5: ðưng ng composite 8 Hình 1.6: Bn cha hĩa cht composite 8 Hình 1.7: Bn cha nưc thi FRP 9 Hình 1.8: Bn cha nưc sch 9 Hình 1.9: Bn tách m FRP 9 Hình 1.10: B t hoi composite 10 Hình 1.11: Bình nén khí bng vt liu composite si carbon 10 Hình 1.12: Bình gas compositepraha 10 Hình 1.13: Bình cha cháy bng vt liu Composite 11 Hình 1.14: Bình th ơ xy SCBA bng vt liu composite 11 Hình 1.15: Bình gas composite 15 Hình 2.1: Phân loi vt liu composite theo pha nn 18 Hình 2.2: Phân loi vt liu composite theo cu trúc 19 Hình 2.3: Các loi si đưc đan vào nhau thành nhng phin vi 21 Hình 2.4: Cơng thc hĩa hc ca epoxy 23 Hình 2.5: Các thit b và vt liu trong cơng ngh đúc chân khơng 32 Hình 2.6: Sơ đ cơng ngh đúc chân khơng 32 Hình 2.7: . Lp composite lch trc trc 36 Hình 2.8: Các thành phn ng sut 37 Hình 3.1: ng sut trên ng tr chu áp sut trong 40 Hình 3.2: Áp sut trong và ngồi ng tr 40 Hình 3.3: V bình cha LPG bng thép 41
14. Hình 3.4: ng sut phân b trên v tr dày 41 Hình 3.5: Kt cu đáy hình ellip, chm cu, bán cu và cơn 47 Hình 4.1: Bình gas composite 12 kg 50 Hình 4.2: Cu trúc lp v bình gas composite 50 Hình 4.3: Các hưng si thy tinh 51 Hình 4.4: Cơng ngh qun si thy tinh (hưng 900) 52 Hình 4.5: Cơng ngh qun si thy tinh (hưng 450) 52 Hình 4.6: Cơng ngh đúc đùn ép v bình gas composite 53 Hình 4.7: Cơng ngh ép, dán v bình gas composite 53 Hình 5.1: Trình t gii bài tốn trong Ansys 55 Hình 5.2: Mơ hình hình hc ca bài tốn 56 Hình 5.3: Chia lưi 56 Hình 5.4: ðt ti 56 Hình 5.5: ðiu kin biên ti v trí trên 57 Hình 5.6: ðiu kin biên ti v trí dưi 57 Hình 5.7: ðiu kin biên ti mt ct song song vi trc x 57 Hình 5.8: ðiu kin biên ti mt ct song song vi trc z 57 Hình 5.9: Phân tích ng sut 58 Hình 5.10: Phân tích bin dng 58 Hình 5.11: Phân tích bin dng v bình S-Glass/Epoxy 58 Hình 5.12: Phân tích ng sut v bình S-Glass/Epoxy 58 Hình 5.13: ð th ng sut v bình S-Glass/Epoxy 59 Hình 5.14: ð th bin dng v bình S-Glass/Epoxy 59 Hình 5.15: Phân tích bin dng v bình thép 59 Hình 5.16: Phân tích ng sut v bình thép 60 Hình 5.17: ð th ng sut v bình thép 60 Hình 5.18: ð th so sánh bin dng v bình E-Glass/Epoxy và bình thép 60 Hình 5.19: Phân tích ng sut v bình E-Glass/Epoxy 61
15. Hình 5.20: ð th ng sut v E-Glass/Epoxy 62 Hình 5.21: ð th so sánh ng sut v E-Glass/Epoxy 62 Hình 5.22: Phân tích bin dng v bình E-Glass/Epoxy 62 Hình 5.23: ð th bin dng E-Glass/Epoxy 63 Hình 5.24: ð th bin dng v bình thép, S-glass/epoxy, E-Glass/Epoxy 63 Hình 5.25: Phân tích các vùng ng sut 64 Hình 5.26: V trí b phá hy (n) nhìn t trong 64 Hình 5.27: V trí b phá hy (n) nhìn t ngồi 64 Hình 5.28: Phân tích ng sut khi đ xut v bình E-Glass/Epoxy 65 Hình 5.29: Phân tích bin dng khi đ xut v bình E-Glass/Epoxy 65 Hình 5.30: Th áp sut v bình Gas Composite 66 Hình 5.31: Phân tích bin dng v bình Gas E-Glass/Epoxy chu áp sut 120 bar 67 Hình 5.32: Phân tích ng sut v bình E-Glass/Epoxy chu áp sut 120 bar 68
16. Chương 1 TNG QUAN 1.1 Gii thiu v gas, bình cha gas. Bình gas thưng đưc làm bng thép cha khí đt hố lng vit tt là LPG, LPG (Liquefied Petroleum Gas) là hn hp hydrocarbon nh, th khí. LPG tn ti trong thiên nhiên các ging du hoc ging gas và cũng cĩ th sn xut các nhà máy lc du. Thành phn chính ca LPG là Propane (C3H8) và Butane (C4H10), khơng màu, khơng mùi, khơng v và khơng cĩ đc t. LPG là loi nhiên liu thơng dng v tính đa năng và thân thin vi mơi trưng. Nĩ cĩ th d dàng đưc chuyn đi sang th lng bng vic tăng áp sut thích hp hoc gim nhit đ đ d tn tr và vn chuyn đưc. Nĩ cĩ th chuyn đng như cht lng như li đưc đt cháy th khí. C Propane và Butane đu d hĩa lng và cĩ th cha đưc trong các bình áp lc. Nhng đc tính này làm cho loi nhiên liu này d vn chuyn, và vì th cĩ th chuyên ch trong các bình hay bn gas đn ngưi tiêu dùng cui cùng. LPG là loi nhiên liu thay th rt tt cho xăng trong các đng cơ đánh la. Trong mt đng cơ đưc điu chnh hp lý, đc tính cháy sch giúp gim lưng cht thi thốt ra, kéo dài tui th Buji. Như mt cht thay th cho cht n đy Aerosol và cht làm đơng, LPG đưc chn đ thay cho fluorocarbon vn đưc bit đn như mt nhân t làm thng tng ozone. Vi các đc tính là ngun nhiên liu sch và d vn chuyn, LPG cung cp mt ngun năng lưng thay th cho các nhiên liu truyn thng như: ci, than, và các cht hu cơ khác. Vic này cung cp gii pháp hn ch vic phá rng và gim đưc bi trong khơng khí gây ra bi vic đt các nhiên liu truyn thng. nhit đ ln hơn 0o C trong mơi trưng khơng khí bình thưng vi áp sut bng áp sut khí quyn, LPG b bin đi t th lng thành th hơi theo t l th tích 1 lít LPG th lng hố thành khong 250 lít th hơi. 1
17. Vn tc bay hơi ca LPG rt nhanh, d dàng khuych tán, hịa trn vi khơng khí thành hn hp cháy n. T trng LPG nh hơn so vi nưc là: Butane t 0,55 – 0,58 ln, Propane t 0,5 – 0,53 ln; th hơi (gas) trong mơi trưng khơng khí vi áp sut bng áp sut khí quyn, gas nng hơn so vi khơng khí: Butane 2,07 ln; Propane 1,55 ln. Do đĩ hơi LPG thốt ra ngồi s bay là là trên mt đt, tích t nhng nơi kín giĩ, nhng nơi trũng, nhng hang hc ca kho cha, bp Màu sc LPG trng thái nguyên cht khơng cĩ mùi, nhưng d b phát hin bng khu giác khi cĩ rị r do LPG đưc pha trn thêm cht to mùi Mercaptan vi t l nht đnh đ cĩ mùi đc trưng. LPG gây bng nng trên da khi tip xúc trc tip, nht là vi dịng LPG rị r trc tip vào da nu khơng cĩ trang b bo h lao đng. Nhit đ ca LPG khi cháy rt cao t 1900oC ÷1950oC, cĩ kh năng đt cháy và nung nĩng chy hu ht các cht. Thành phn hn hp LPG cĩ t l Propane/Butane là 50/50 ±10% (mol). LPG là loi nhiên liu d cháy khi kt hp vi khơng khí to thành hn hp cháy n. ðt ti gii hn nng đ cháy, dưi tác dng ca ngun nhit hoc ngn la trn s bt cháy làm phá hy thit b, cơ s vt cht, cơng trình. Khí hĩa lng là mt trong nhng dng nhiên liu đưc dùng ph bin nht trên th gii hin nay. Ti n ð – quc gia đơng dân th hai trên th gii, khí hĩa lng là loi nhiên liu ph bin hàng đu vi hơn 3/4 dân s s dng. Cịn Vit Nam chúng ta, bình gas là mt vt dng quen thuc ca các h dân cư (tp trung ch yu các thành ph ln). Ưu đim ca bình gas LPG là s gn gàng khi đt trong căn bp ca gia đình, kh năng ta nhit tt, d s dng, gim gây ơ nhim và tương đi an tồn hơn mt s loi nhiên liu khác như than ci Khí hĩa lng đưc nghiên cu sn xut đu tiên vào năm 1910 bi nhà hĩa hc ngưi M, tin sĩ Walter Snelling, khi đĩ đang làm vic cho y Ban Kho sát đa lý Hoa kỳ (US Geological Survey). Ơng tìm cách hĩa lng các sn phm ph dng khí t nguyên liu khí thiên nhiên (natural gas) khai thác t lịng đt. Nhng sn phm khí hĩa lng đu tiên cĩ mt trên th trưng nhiên liu vào năm 1912 và 2
18. tin sĩ Walter Snelling chính thc đưc cp bng phát minh phương pháp sn xut khí hĩa lng vào năm 1913. Cĩ 2 loi khí hu cơ cĩ th đưc lưu tr dng lng vi áp sut khơng quá cao, đĩ là: propane (C3H8) và n-butane (C4H10). Isobutane – mt đng phân cu to ca n-butane, tuy cĩ cùng cơng thc phân t (C4H10) nhưng khác nhau v cu trúc hĩa hc – cũng đưc s dng khá ph bin. Thơng thưng, butane và isobutane đưc phi trn vi propane theo nhng t l nht đnh tùy thuc vào yêu cu s dng ca nhiên liu thành phn. Hình 1.1: ðng phân ca Butane Propane đưc s dng nhiu vì đim sơi (boiling point) ca nĩ là -42.1 oC. Cĩ nghĩa là nhit đ rt thp, propane cũng s hĩa hơi ngay lp tc khi va thốt khi bình cha cĩ áp sut cao. Do vy, đ xy ra s cháy, propane khơng cn s dng bt kỳ loi thit b đc bit nào đ hĩa hơi và hịa trn vi khơng khí trưc. Trong khi đĩ, n-Butane cĩ đim sơi vào khong -0.50 C, nghĩa là n-Butane s khơng hĩa hơi khi trong điu kin nhit đ thp hơn -0.5oC (Isobutane cĩ đim sơi là -11.7oC). ðĩ là lý do ti sao butane (c 2 loi đng phân) ít đưc s dng ph bin như propane, và nu mun s dng, butane phi đưc hịa trn vi propane. Ta cĩ bng so sánh hàm nhit (Energy density hay Energy Content, Energy Capacity) ca mt s loi nhiên liu (xp theo th t t cao đn thp). [27] 3
19. Bng 1.1: Bng so sánh hàm nhit ca mt s loi nhiên liu NHIT GHI TT LOI NHIÊN LIU LƯNG CHÚ MJ/kg kWh/kg 1 Gasoline (nhiên liu đng cơ) 47,2 13,22 2 Propane (cht đt, nhiên liu đng cơ) 46,4 13,00 3 Diesel (nhiên liu đng cơ) 45,4 12,70 4 Than 24,0 6,72 5 G, ci khơ 16,2 4,54 Khí hĩa lng đưc tinh ch t du ha và khí thiên nhiên (natural gas) bng phương pháp tương t vi xăng (gasoline) tinh ch t du thơ (crude oil) đĩ là chưng ct phân đon (fractional distillation). Trong hn hp khí thiên nhiên thu đưc t m khí dưi lịng đt, khong hơn 90% thành phn là khí methane. Ngưi ta tinh ch khí gas (propane, butane) ra khi methane trong hn hp khí thiên nhiên đĩ. Ngồi ra, khí hĩa lng cịn cĩ th sn xut t du thơ (crude oil). Tuy nhiên, hiu sut ca quá trình này khá thp (khong 3%) vì propane vn là nhng thành phn sn phm ph (byproduct) ca quá trình chưng ct du thơ. Nu mun sn xut khí hĩa lng t du thơ, ngưi ta cĩ th điu chnh h thng chưng ct, và do vy hiu sut sn xut ra propane cĩ th lên đn hơn 40%.[28] Hin nay trên th trưng thưng s dng bình gas bng thép 12kg hình 1.2: - Trng lưng tnh: 12 kg ± 100 gram - Trng lưng bao bì: Propane: 50% ± 10%, Butane: 50% ± 10%. Ch tiêu cht lưng ch yu: [29] - Nhit lưng : 50.000 kj/kg - Nhit đ cháy : 1890 – 1935C - T trng ti 15o C : (0.54000 ±0.01) kg/l 4
20. - Áp sut th nghim ca bình gas đt 34kg/cm2, tương đương 33,6 bar/cm2 - Áp sut s dng 8kg/cm2, tương đương 7,8 bar/cm2 Hình 1.2: Bình gas thép Thép làm v bình gas là các thép hp kim Cr, Ni, Mo thành phn C thp ví d như các mác thép sau [30] STSF304: C < 0,08; Si < 0,1; Mn< 0,2; Cr =18 – 20; Ni =8 - 11 STSF316: C <0,08; Si<0,1; Mn<0,2 Cr =16 -18; Ni =10 -14 STSF310: C <0,15; Si < 0,1; Mn<0,2; Cr = 24 – 26; Ni = 19 – 22; Mo =2- 3 STSF316H: C = 0,04-0,1; Si<0,1; Mn< 0,2; Cr =16 =18; Ni =11-14; Mo =2- 3 STSF316L: C <0,03; Si< 0,01; Mn< 0,2; Cr =16 -18; Ni =12-15; Mo = 2- 3 Vic s dng bình cha gas luơn luơn gn lin vi nhng yu t nguy him như n bình cha gây bng nhit, va đp cơ hc. Khi n bình cha gas nĩ gây hu qu rt to ln, cĩ th làm cht và b thương nhiu ngưi, phá hy nhà xưng, cơng trình. Nguyên nhân ca vic cháy, n thì rt nhiu nhưng ch yu là do cháy làm cho nhit đ trong bình tăng lên, áp sut tăng theo, đ bn ca v bình khơng chu ni áp sut cha bên trong. Vì vy vic nghiên cu thay th bình khí nén bng vt liu truyn thng (thép Carbon) càng tr nên cp thit, vic ch to vt liu composite thành cơng s mang li nhiu ưu đim như: - Nh - ð bn cao - Vn hành an tồn - Khơng b n khi xy ra ha hon 5
21. - Cĩ th kim sốt lưng khí bên trong - Cĩ th gn chíp đ kim tra vic sang chit và np - Khơng b Gas hĩa, r sét 1.2. Các kt qu nghiên cu trong và ngồi nưc đã cơng b 1.2.1 Trong nưc Vit Nam, vt liu composite đưc áp dng hu ht các ngành, các lĩnh vc ca nn kinh t quc dân, tính riêng nha dùng đ sn xut vt liu composite đưc tiêu th Vit Nam khong 5.000 tn mi năm. Ti Hà Ni đã cĩ 8 đ tài nghiên cu v composite cp thành ph đưc tuyn chn, theo đĩ vt liu composite đưc s dng nhiu trong đi sng xã hi. [31]. Bn x lý nưc thi FRP (hình 1.3) do Cơng ty c phn ðu tư và Sn xut Vit Hàn cung cp cho tp đồn Gamuda Berhad ca Malaixia v vic thit k, xây dng nhà máy x lý nưc thi và xây dng cơng viên Yên S phía Nam Hà Ni Hình 1.3: Bn x lý nưc thi FRP [32] Cơng ngh biogas đã đem li hiu qu thit thc, đn nay cơng ngh này vn chưa phát trin mnh và rng khp. Mt s nguyên nhân là do: chưa cĩ cơng ngh hồn chnh v mt k thut, vic xây dng, lp đt và s dng hm chưa thun li, chi phí đu tư xây dng hm cịn cao so vi thu nhp ca nơng dân, vic thay th, sa cha khĩ khăn do thiu cơ s dch v k thut. Cơng tác sn xut thit b và ph kin thay th trong nưc chưa đưc quan tâm. ð khc phc tình hình trên, trong thi gian t 2002 đn 2010, các nhà khoa hc Trn Khc Tuyn, Nguyn Th Mai Anh, Phm Văn Duy thuc Vin Khoa hc năng lưng, Vin KH&CN Vit Nam đã tin hành nghiên cu ci tin cơng ngh 6