Category: Cơ Khí

Bài tập lớn học Nguyên Lý Máy – Phân tích động lực học và phân tích lực cơ cấu phẳng
Bài tập lớn học Nguyên Lý Máy – Phân tích động lực học và phân tích lực cơ cấu phẳng

Mọi ý kiến đóng góp xin gửi vào hòm thư: [email protected]

Kéo xuống để Tải ngay đề cương bản PDF đầy đủ: Sau “mục lục” và “bản xem trước”

(Nếu là đề cương nhiều công thức nên mọi người nên tải về để xem tránh mất công thức)

Đề cương liên quan:BÀI TẬP LỚN MÔN HỌC ĐỊA CHẤT CÔNG TRÌNH

[toc]

[pdfviewer width=”800px” height=”1000px” beta=”true/false”]http://hotroontap.com/wp-content/uploads/2019/04/B%C3%A0i-t%E1%BA%ADp-l%E1%BB%9Bn-h%E1%BB%8Dc-Nguy%C3%AAn-L%C3%BD-M%C3%A1y-Ph%C3%A2n-t%C3%ADch-%C4%91%E1%BB%99ng-l%E1%BB%B1c-h%E1%BB%8Dc-v%C3%A0-ph%C3%A2n-t%C3%ADch-l%E1%BB%B1c-c%C6%A1-c%E1%BA%A5u-ph%E1%BA%B3ng.pdf[/pdfviewer]

Tải ngay đề cương bản PDF tại đây: Bài tập lớn học Nguyên Lý Máy – Phân tích động lực học và phân tích lực cơ cấu phẳng

BÀI TẬP LỚN NGUYÊN LÝ MÁY-BÀI SỐ 1

PHÂN TÍCH ĐỘNG LỰC HỌC VÀ PHÂN TÍCH LỰC CƠ CẤU PHẲNG

Bài 1: Phương án A:

Cho cơ cấu máy bào ngang như hình 1.Cho biết hệ số về nhanh của cơ cấu culít K=1,4; Hành trình đầu bào (khâu 5):H=420; Vị trí phương trược xx của đầu bào:a=(b+c)/2; Khoảng cách tâm =a/2.Tỷ số chiều dài khâu 3 và khâu 4:=0.25; Khối lượng khâu 5:=65kg; Lực cắt P=1300N.Khối lượng khâu 3:=25kg; Momen quán tính khâu 3: .Bỏ qua khối lượng và mômen quán tính của các khâu khác.Khâu dẫn 1 có chiều quay như hình 1, vận tốc góc bằng hằng:=(rad/s), (cho =150). Khâu dẫn đang ở vị trí số: 1 (hình 2).
- Hãy xác định các kích thước còn lại của cơ cấu: , a, , , .
- Vẽ hoạ đồ cơ cấu, hoạ đồ vận tốc, hoạ đồ gia tốc của cơ cấu ứng với vị trí đã cho của khâu dẫn.Tính vận tốc và gia tốc của đầu bào (khâu 5).
- Vẽ hoạ đồ lực của cơ cấu tại vị trí đã cho của khâu dẫn. Xác định áp lực khớp động tại các khớp A và khớp D. Tính lực momen cân bằng trên khâu dẫn 1.
Bài Làm

Câu 1:Xác định các kích thước còn lại của cơ cấu:

Từ biểu thức của hệ số về nhanh:

K=* =*=(Góc lắc của khâu 3: góc giữa hai vị trí biên của cơ cấu culít).

Từ , dựng hai vị trí biên của khâu 3. Đặt hành trình H vào: ==== 811.37 (mm).

b== 811.37 (mm).

c =cos= 811.37*cos=783.73 (mm).

a == = 797.55 (mm).

=== 398.77(mm).

=0.25=0.25*811.37=202.84 (mm).

Xác định : Từ A hạ AB’ và AB” vuông góc với hai vị trí biên của khâu 3===sin= 398.77*sin=103.21 (mm).

=333.94 (mm).

Khi dựng hình ta chọn tỷ lệ xích là : = .

Câu 2:Vẽ hoạ đồ vận tốc và gia tốc của cơ cấu:

a)Bài toán vận tốc:

Từ = 150 (vòng/phút) ===15.7(rad/s).

Ta có phương trình vận tốc như sau:

=+(1)

Trong đó:

Từ (1)Vẽ hoạ đồ vận tốc.Với tỷ xích : =.

Chọn điểm p làm gốc.Từ p vẽ biểu diễn =.Qua , vẽ đường thẳng song song với phương của (song song CD).Trở về gốc p, vẽ đường thẳng song song với phương của (vuông góc với CD).Hai đường thẳng và giao nhau tại điểm .Suy ra: biểu diễn , biểu diễn (hình hoạ đồ vận tốc).

Từ hoạ đồ vận tốc ta có :

= 10.83(mm)= *=10.83*0.08=0.8664(m/s)= 886.4(mm/s).

=20.97(mm)=*=17.11*0.08=1.3688(m/s)=1368.8(mm/s).

Mặt khác, ta có: = + , trong đó:

Theo định lý đồng dạng thuận: ===*886.4 = 2153.67(mm/s).

Ta tiếp tục vẽ hoạ đồ vận tốc.Từ P ta vẽ biểu diễn , từ d vẽ đường thẳng m song song với phương (vuông góc với DE).Trở lại gốc p vẽ đường thẳng m’ song song phương (song song phương trược xx).Từ đó ta suy ra : biểu diễn , biểu diễn .

Từ hoạ đồ vẽ được ta suy ra:
1. b) Bài toán gia tốc:
+== ++

Trong đó:

Ta vẽ hoạ đồ vận tốc:

Chọn một điểm làm gốc.Từ vẽ biểu diễn .Qua vẽ biểu diễn .Qua k vẽ đường thẳng song song với ( song song với CD).Trở về gốc , vẽ biểu diễn .Qua vẽ đường thẳng song song với phương của (vuông góc CB).Hai đường thẳng và giao nhau tại điểm .Ta suy ra được : biểu diễn ,còn biểu diễn và biểu diễn .Ta chọn tỷ xích =.

Từ hoạ đồ gia tốc ta có :

Mặt khác:

Theo định lý đồng dạng thuận:

.

Từ π vẽ biểu diễn , từ d vẽ biểu diễn , từ kẻ đường thẳng n song song với phương ( vuông góc ED).Trở lại gốc vẽ đường thẳng n’ song song với phương ( song song phương xx).Hai đường thẳng n và n’ cắt nhau tại e. vậy : biểu diễn , biểu diễn .

Từ họa đồ gia tốc:

.

Câu 3: Phân tích lực trên cơ cấu.

1)Tách cơ cấu thành nhóm tĩnh định và khâu nối giá:

Nhóm II : khâu 4, khâu 5, các khớp : khớp quay E, khớp quay D và khớp trượt nối khâu 5 với giá. Khớp chờ là khớp trượt nối khâu 5 với giá và khớp quay D.

Nhóm I : khâu 2, khâu 3, các khớp : khớp quay B, khớp trượt B, khớp quay D. Khớp chờ là khớp quay B và khớp quay C.

Sau khi tách hai nhóm tĩnh định trên còn lại là khâu dẫn nối giá bằng khớp quay A.

2)Viết phương trình cân bằng lực, giải phương trình cân bằng cho các nhóm các nhóm tĩnh định:

a)Nhóm II : (1)

(Bỏ qua khối lượng và lực quán tính khâu 4).

Để giảm ẩn số của phương trình (1), ta phân lực :

(đi qua điểm D)

Lấy momen đối với điểm E của tất cả các lực tác dụng lên khâu 1:

Phương trình (1) được viết lại:

(2)

Trong đó :

(, nằm tại trọng tâm khâu 5)

Ta vẽ hoạ đồ lực, sẽ tìm được các lực còn lại.

Chọn tỷ xích : .

Từ hoạ đồ lực, ta có :

b)Nhóm I :(3)

(bỏ qua khối lượng và lực quán tính khâu 2)

* Đầu tiên ta tách riêng từng khâu : khâu 3 và khâu 2. Khi đó khâu 2 gồm 2 lực tác dụng là : .

: Đi qua tâm B, chưa biết phương và độ lớn.

: Có phương vuông góc với CD, chưa biết điểm đặt, độ lớn. Giả sử cách tâm B một đoạn là x, ta lấy momen của điểm B đối với các lực tác dụng lên khâu 2 :.Vậy để khâu 2 cân bằng thì phải đi qua tâm Bvuông góc với CD (Xem hình 3).

* Tính lực quán tính khâu 3: : điểm đặt tại tâm va đập K, K được xác định như sau:

Trong đó :

: Trọng tâm khâu 3 (CD)

: Khối lượng khâu 3

K: Tâm va đập

: Momen quán tính khâu 3

*Tính : dựa vào định lý đồng dạng thuận :

*Vậy ta có :

*Tính :

Lấy momen tất cả các lực tác dụng lên khâu 2 và khâu 3:

Các giá trị : , ta tính được bằng cách đo trực tiếp trên hình vẽ autocad . Khi đó ta có :

Từ (4):

Để tìm lực , ta vẽ hoạ đồ lực.Với tỷ xích:

Và ta suy ra được : , và có chiều như hình vẽ.

3) Tính momen cân bằng trên khâu dẫn :

Lấy tỷ xích :

Trong đó :

h đo được trực tiếp trên hình autocac,

h=42.33*0.05548=2.348(m).

Tải xuống tài liệu học tập PDF miễn phí
[sociallocker id=”19555″] Tải Xuống Tại Đây [/sociallocker]
April 6, 2019

Bài tập lớn môn Cơ khí

Bài tập lớn môn Cơ khí

Mọi ý kiến đóng góp xin gửi vào hòm thư: [email protected]

Kéo xuống để Tải ngay đề cương bản PDF đầy đủ: Sau “mục lục” và “bản xem trước”

(Nếu là đề cương nhiều công thức nên mọi người nên tải về để xem tránh mất công thức)

Đề cương liên quan:Bài tập lớn môn Xác suất thống kê

[toc]

[pdfviewer width=”800px” height=”1000px” beta=”true/false”]http://hotroontap.com/wp-content/uploads/2019/04/B%C3%A0i-t%E1%BA%ADp-l%E1%BB%9Bn-m%C3%B4n-C%C6%A1-kh%C3%AD.pdf[/pdfviewer]

Tải ngay đề cương bản PDF tại đây: Bài tập lớn môn Cơ khí

BÀI TẬP LỚN SỐ 1 – ĐỀ A

Phương án số: ___

Sinh viên:

Ngày nhận: 11.07.2005

MSSV:

Ngày nộp: 21.07.2005

Cho cơ cấu động cơ chữ V như hình vẽ với các thông số (bỏ qua khối lượng các khâu):

l_AB 75mm ,		l _BC 225mm ,	l_BD 50mm
l_DE 180mm ,		₁ 60 rad / s ,		0

	⁰ ,	PN ,	PN
		C	E

Góc hợp bởi tay quay và phương ngang PAx 5⁰

5	4	3
P_E		P_C
E		C

D	1

1 _A

Nhiệm vụ:

Xác định vận tốc, gia tốc các điểm C, E trên cơ cấu, vận tốc góc, gia tốc góc các khâu

Tính áp lực trên các khớp

Tính moment cân bằng đặt trên khâu dẫn bằng hai phương pháp: phân tích lực và di chuyển khả dĩ

Yêu cầu:

Một bản vẽ A₃ trong đó vẽ: họa đồ cơ cấu, họa đồ vận tốc, họa đồ gia tốc, tách nhóm tĩnh định, và hoạ đồ lực
Báo cáo phần tính toán trên giấy A₄

SỐ LIỆU A

PA	(⁰ )	(⁰ )	P_C (N)	P_E (N)	PA	(⁰ )	(⁰ )	P_C (N)	P_E (N)

1	50	60	5000	6000	41	50	55	5200	4000

2	50	60	5000	5900	42	50	55	5200	3900

3	50	60	5100	5900	43	50	60	5100	3900

4	50	65	5100	5800	44	50	60	5100	3800

5	50	65	5200	5800	45	50	60	5000	3800

6	55	65	5200	5700	46	60	65	5000	370

7	55	70	5300	5700	47	60	65	5100	3700

8	55	70	5300	5600	48	60	65	5100	3600

9	55	70	5400	5600	49	60	70	5200	3600

10	55	50	5400	5500	50	60	70	5200	3500

11	60	50	5500	5500	51	65	70	5300	3500

12	60	50	5500	5400	52	65	50	5300	3400

13	60	55	5600	5400	53	65	50	5400	3400

14	60	55	5600	5300	54	65	50	5400	3300

15	60	55	5700	5300	55	65	60	5500	3300

16	65	60	5700	5200	56	70	60	5500	3200

17	65	60	5800	5200	57	70	60	5600	3200

18	65	60	5800	5100	58	70	65	5600	3100

19	65	65	5900	5100	59	70	65	5700	3100

20	65	65	5900	5000	60	70	65	5700	3000

21	70	65	6000	5000	61	65	70	5800	3000

22	70	70	6000	4900	62	65	70	5800	2900

23	70	70	5900	4900	63	65	70	5900	2900

24	70	70	5900	4800	64	65	50	5900	2800

25	70	50	6000	4800	65	65	50	6000	2800

26	65	50	6000	4700	66	60	50	6000	2700

27	65	50	5900	4700	67	60	55	5900	2700

28	65	60	5900	4600	68	60	55	5900	2600

29	65	60	5800	4600	69	60	55	6000	2600

30	65	60	5800	4500	70	60	60	6000	2500

31	60	65	5700	4500	71	55	60	5900	2500

32	60	65	5700	4400	72	55	60	5900	2400

33	60	65	5600	4400	73	55	65	5800	2400

34	60	70	5600	4300	74	55	65	5800	2300

35	60	70	5500	4300	75	55	65	5700	2300

36	55	70	5500	4200	76	50	70	5700	2200

37	55	50	5400	4200	77	50	70	5600	2200

38	55	50	5400	4100	78	50	70	5600	2100

39	55	50	5300	4100	79	50	55	5500	2100

40	55	55	5300	4000	80	50	55	5500	2000

BÀI TẬP LỚN SỐ 1 – ĐỀ B

Phương án số: ___

Sinh viên:

Ngày nhận: 11.07.2005

MSSV:

Ngày nộp: 21.07.2005

Cho cơ cấu máy bào ngang tại vị trí có sơ đồ như hình vẽ (bỏ qua khối lượng các khâu):

l_AB 117mm , l _AC 379mm , l_CD 776mm , a 758mm

₁ 2 rad / s , P N , y mm

Góc hợp bởi tay quay và phương ngang PA x 5⁰

D ^E

₁

Nhiệm vụ:

Xác định vận tốc, gia tốc các điểm D, F trên cơ cấu, vận tốc góc, gia tốc góc các khâu

Tính áp lực trên các khớp

Tính moment cân bằng đặt trên khâu dẫn bằng hai phương pháp: phân tích lực và di chuyển khả dĩ

Yêu cầu:

Một bản vẽ A₃ trong đó vẽ: họa đồ cơ cấu, họa đồ vận tốc, họa đồ gia tốc, tách nhóm tĩnh định, và hoạ đồ lực
Báo cáo phần tính toán trên giấy A₄

SỐ LIỆU B

PA	P(N )	y(mm)	PA	P(N )	y(mm)	PA	P(N )	y(mm)

1	1000	90	21	3000	130	41	1900	130

2	1100	92	22	3100	132	42	2000	128

3	1200	94	23	3200	134	43	2100	126

4	1300	96	24	3300	136	44	2200	124

5	1400	98	25	3400	138	45	2300	122

6	1500	100	26	3500	140	46	2400	120

7	1600	102	27	3600	142	47	2500	118

8	1700	104	28	3700	144	48	2600	116

9	1800	106	29	3800	146	49	2700	114

10	1900	108	30	3900	148	50	2800	112

11	2000	110	31	4000	150	51	2900	110

12	2100	112	32	1000	148	52	3000	108

13	2200	114	33	1100	146	53	3100	106

14	2300	116	34	1200	144	54	3200	104

15	2400	118	35	1300	142	55	3300	102

16	2500	120	36	1400	140	56	3400	100

17	2600	122	37	1500	138	57	3500	98

18	2700	124	38	1600	136	58	3600	96

19	2800	126	39	1700	134	59	3700	94

20	2900	128	40	1800	132	60	3800	92

BÀI TẬP LỚN SỐ 1 – ĐỀ C

Phương án số: ___

Sinh viên:

Ngày nhận: 11.07.2005

MSSV:

Ngày nộp: 21.07.2005

Cho cơ cấu máy bào ngang tại vị trí có sơ đồ như hình vẽ (bỏ qua khối lượng các khâu):

l_AB 115mm ,

l _AC 290,5mm ,

l_CD 606mm ,

l_DE 182mm

a 581mm ,

₁ 2 rad / s ,

N ,

Góc hợp bởi tay quay và phương ngangPAx 5⁰

Nhiệm vụ:

Xác định vận tốc, gia tốc điểm G trên cơ cấu, vận tốc góc, gia tốc góc các khâu

Tính áp lực trên các khớp

Tính moment cân bằng đặt trên khâu dẫn bằng hai phương pháp: phân tích lực và di chuyển khả dĩ

Yêu cầu:

Một bản vẽ A₃ trong đó vẽ: họa đồ cơ cấu, họa đồ vận tốc, họa đồ gia tốc, tách nhóm tĩnh định, và hoạ đồ lực
Báo cáo phần tính toán trên giấy A₄

SỐ LIỆU C

PA	P(N )	y(mm)	PA	P(N )	y(mm)	PA	P(N )	y(mm)

1	1000	90	21	3000	130	41	1900	130

2	1100	92	22	3100	132	42	2000	128

3	1200	94	23	3200	134	43	2100	126

4	1300	96	24	3300	136	44	2200	124

5	1400	98	25	3400	138	45	2300	122

6	1500	100	26	3500	140	46	2400	120

7	1600	102	27	3600	142	47	2500	118

8	1700	104	28	3700	144	48	2600	116

9	1800	106	29	3800	146	49	2700	114

10	1900	108	30	3900	148	50	2800	112

11	2000	110	31	4000	150	51	2900	110

12	2100	112	32	1000	148	52	3000	108

13	2200	114	33	1100	146	53	3100	106

14	2300	116	34	1200	144	54	3200	104

15	2400	118	35	1300	142	55	3300	102

16	2500	120	36	1400	140	56	3400	100

17	2600	122	37	1500	138	57	3500	98

18	2700	124	38	1600	136	58	3600	96

19	2800	126	39	1700	134	59	3700	94

20	2900	128	40	1800	132	60	3800	92

Tải xuống tài liệu học tập PDF miễn phí

[sociallocker id=”19555″] Tải Xuống Tại Đây [/sociallocker]

April 5, 2019

Bài tập lớn truyền động cơ khí

Bài tập lớn truyền động cơ khí

Mọi ý kiến đóng góp xin gửi vào hòm thư: [email protected]

Kéo xuống để Tải ngay đề cương bản PDF đầy đủ: Sau “mục lục” và “bản xem trước”

(Nếu là đề cương nhiều công thức nên mọi người nên tải về để xem tránh mất công thức)

Đề cương liên quan:BÀI TẬP LỚN TƯỜNG CHẮN ĐẤT

[toc]

[pdfviewer width=”800px” height=”1000px” beta=”true/false”]http://hotroontap.com/wp-content/uploads/2019/04/B%C3%A0i-t%E1%BA%ADp-l%E1%BB%9Bn-truy%E1%BB%81n-%C4%91%E1%BB%99ng-c%C6%A1-kh%C3%AD.pdf[/pdfviewer]

Tải ngay đề cương bản PDF tại đây: Bài tập lớn truyền động cơ khí

BÀI TẬP LỚN – ĐỀ B

Cho cơ cấu máy bào ngang tại vị trí có sơ đồ nhƣ hình vẽ (bỏ qua khối lƣợng các khâu):

– Kích thƣớc các khâu: l_AB =117mm , l _AC = 379mm , l_CD = 776mm,

Khoảng cách: a = 758mm

Vận tốc góc khâu dẫn: w₁ = 20 (rad / s)

–	Vị trí khâu dẫn (góc hợp bởi tay quay và phƣơng ngang): g =		0
–	Vị trí khâu dẫn (góc hợp bởi tay quay và phƣơng ngang): g =
–	Lực cắt: P =	N
–	Vị trí lực cắt: y =	mm

D	E

Nhiệm vụ:

w₁

Xác định vận tốc, gia tốc các điểm D, F trên cơ cấu, vận tốc góc, gia tốc góc các khâu.
Tính áp lực khớp động trên các khớp.

Tính moment cân bằng đặt trên khâu dẫn bằng hai phƣơng pháp: phân tích lực và di chuyển khả dĩ.

Yêu cầu:

Tập thuyết minh (file Word) trình bày phần tính toán.
Bản vẽ A₂ hoặc A₃ (vẽ máy hoặc vẽ tay) trình bày: họa đồ cơ cấu, họa đồ vận tốc, họa đồ gia tốc, tách nhóm tĩnh định và họa đồ lực.

Slide báo cáo (file Powerpoint, Demo): phân công trong nhóm, quá trình thực hiện và kết quả đạt đƣợc.

SỐ LIỆU ĐỀ B


		g (⁰ )		P(N )		y(mm)

PHƢƠNG ÁN


	10		1100		92
1	10		1100		92

	15		1200		94
2	15		1200		94
	20		1300		96
3	20		1300		96
	30		1400		98
4	30		1400		98
	35		1500		100
5	35		1500		100
	40		1600		102
6	40		1600		102
	50		2000		150
7	50		2000		150
	60		2500		140
8
8
	75		3000		130
9	75		3000		130
	80		3000		130
10	80		3000		130
	90		3100		132
11	90		3100		132
	100		3200		134
12	100		3200		134
	110		3500		98
13	110		3500		98
	120		3600		96
14	120		3600		96
	125		3700		94
15	125		3700		94

Tải xuống tài liệu học tập PDF miễn phí

[sociallocker id=”19555″] Tải Xuống Tại Đây [/sociallocker]

April 5, 2019

Bài tập lớn Cơ học kết cấu tàu thủy

Bài tập lớn Cơ học kết cấu tàu thủy

Mọi ý kiến đóng góp xin gửi vào hòm thư: [email protected]

Kéo xuống để Tải ngay đề cương bản PDF đầy đủ: Sau “mục lục” và “bản xem trước”

(Nếu là đề cương nhiều công thức nên mọi người nên tải về để xem tránh mất công thức)

Đề cương liên quan:Bài tập lớn Cơ Học Đất

[toc]

[pdfviewer width=”800px” height=”1000px” beta=”true/false”]http://hotroontap.com/wp-content/uploads/2019/04/B%C3%A0i-t%E1%BA%ADp-l%E1%BB%9Bn-C%C6%A1-h%E1%BB%8Dc-k%E1%BA%BFt-c%E1%BA%A5u-t%C3%A0u-th%E1%BB%A7y.pdf[/pdfviewer]

Tải ngay đề cương bản PDF tại đây: Bài tập lớn Cơ học kết cấu tàu thủy

ĐỀ BÀI TẬP LỚN

Môn học: Cơ học kết cấu tàu thủy
Lớp: LT12CNDT

Vẽ biểu đồ mômen uốn của hệ siêu tĩnh chịu tải trọng như hình vẽ. Biết rằng độ cứng EJ của các thanh bằng nhau và bỏ qua ảnh hưởng của lực cắt và lực dọc khi tính các hệ số của hệ phương trình chính tắc.

BÀI LÀM

STT	P₁ (kN)	P₂ (kN)	P₃ (kN)	P₄ (kN)	P₅ (kN)	P₆ (kN)	P₇ (kN)	P₈ (kN)	q₁(kN.m)	q₂(kN.m)
1	0	5	10	15	20	25	30	0
2	30	0	25	20	15	10	0	5
3	5	10	0	15	20	0	25	30
4	30	25	20	0	0	15	10	5
5	25	30	15	0	0	10	5	20
6	15	20	0	30	25	0	15	5
7	10	0	20	30	5	15	0	25
8	0	30	20	10	25	15	5	0
9	0	0	5	10	15	20	25	30
10	30	0	0	25	20	15	10	5
11	5	15	0	0	25	10	20	30
12	25	15	5	0	0	30	10	20
13	10	20	30	25	0	0	15	5
14	20	25	10	15	5	0	0	30
15	5	15	25	10	20	30	0	0
16	5	10	15	20	25	30	0	0

17	5	10	15	20	25	30	0	0
18	35	40	45	50	55	60	0	0
19	65	70	75	80	85	0	0	90
20	90	85	80	75	0	0	70	65
21	60	55	50	0	0	45	40	35
22	30	25	0	0	20	15	10	5
23	5	0	0	15	25	35	45	55
24	0	0	10	20	30	40	50	60
25	65	0	0	70	75	80	85	90
26	35	40	0	0	45	50	55	60
27	5	10	15	0	0	20	25	30
28	10	20	30	40	0	0	50	60
29	5	15	25	35	45	0	0	55
30	15	25	35	45	55	65	0	0
31	25	35	45	55	0	65	75	0
32	35	0	45	55	0	65	75	85

33	10	20	30	0	0	40	50	60
34	20	0	30	40	0	50	60	70
35	30	40	0	50	60	0	70	80
36	40	0	50	60	0	70	80	90
37	5	15	0	25	0	35	45	55
38	0	15	25	35	45	0	55	65
39	25	0	35	0	45	55	65	75
40	35	45	0	55	65	0	75	85
41	0	10	0	20	30	40	50	60
42	20	0	30	40	50	60	70
43	30	40	50	0	0	60	70	80
44	0	40	50	0	60	70	80	90
45	5	0	10	15	20	0	25	30
46	15	25	0	35	45	0	55	65
47	25	35	45	55	65	0	0	75
48	40	0	50	60	0	70	80	90
49	0	5	15	25	0	35	45	60
50	10	20	0	30	40	0	50	55
51	5	0	25	35	45	0	55	75
52	55	60	0	0	65	75	70	60
53	40	0	45	50	0	55	60	65
54	45	50	55	60	65	0	0	75
55	5	15	25	0	0	35	45	55
56	15	25	35	45	0	0	55	65
57	5	10	15	20	0	0	25	30
58	15	0	0	35	55	75	95	5
59	25	35	0	45	55	0	65	75
60	0	10	20	0	30	40	50	60
61	30	0	25	20	0	15	10	5
62	35	40	0	45	50	0	55	60
63	90	85	80	0	75	70	0	65
64	0	5	25	45	0	65	85	90

Tải xuống tài liệu học tập PDF miễn phí

[sociallocker id=”19555″] Tải Xuống Tại Đây [/sociallocker]

April 5, 2019

Bài tập lớn Cơ Học Đất

Bài tập lớn Cơ Học Đất

Mọi ý kiến đóng góp xin gửi vào hòm thư: [email protected]

Tổng hợp các đề cương đại học hiện có của Đại Học Hàng Hải: Đề Cương VIMARU

Kéo xuống để Tải ngay đề cương bản PDF đầy đủ: Sau “mục lục” và “bản xem trước”

(Nếu là đề cương nhiều công thức nên mọi người nên tải về để xem tránh mất công thức)

Đề cương liên quan:Bài tập lớn Thiết kế sản phẩn tín dụng hộ kinh doanh gia đình

[toc]

Tải ngay đề cương bản PDF tại đây: Bài tập lớn Cơ Học Đất

Bài tập lớn Cơ Học Đất

Đề bài:

Móng băng dưới tường bề rộng b_b và móng đơn dưới cột bề rộng b, bề dài l chôn sâu h ở phía ngoài nhà. Đất nền gồm 1 lớp sét pha có chiều dày chưa kết thúc trong hố khoan thăm dò sâu 16m. điều kiện đất và móng như hình vẽ và các bảng .

Nội lực:

– Tại đỉnh móng đơn: lực dọc , , .

– Tại đỉnh móng băng: lực dọc , .

Tính độ lún của các điểm 0, ở đáy móng đơn và J ở đáy móng băng có kể

đến ảnh hưởng tải trọng của các móng lân cận .

Kiểm tra nền về sức chịu tải. Biết hệ số an toàn F_s = 2.

Số Thứ Tự: 46

Số liệu về móng và tảI trọng

(m)

b_b

(m)

(kN)

(kNm)

(kN)

(kN/m)

(kNm/m)

1.5

2.8

2.4

0.4

1.4

1185

113

247

chỉ tiêu cơ lý của đất

(kN/m³)

(%)

W_L

(%)

W_p

(%)

c_II

(kpa)

(^o)

(kpa)

18.8

27,0

33,5

40,6

28,1

20,0

10459

BàI làm:

1. Đánh giá điều kiện địa chất công trình, địa chất thuỷ văn :

Đất nền gồm một lớp đất sét pha có chiều dày chưa kết thúc trong hố khoan thăm dò sâu 16. Mực nước ngầm ở độ sâu 1,5m so với mặt đất tự nhiên.

Đất có độ sệt là:

Ta thấy I_L = 0,432 đất ở trạng thái dẻo, có mođun biến dạng E = 10459kpa Đất trung bình.

2.Xác định tải trọng tiêu chuẩn tác dụng tại tâm diện tích đế móng:

+ Móng đơn trục 4E:

N^tc = = 1185 kNm

M^tc = + . h_m = 113+44.0,7=143,8 kNm

Q^tc = = 44 kN

+ Móng băng:

N_b^tc = = 247kN/m

M_b^tc = = 16kNm/m

3.áp lực tiêu chuẩn tại đáy móng:

+ Móng đơn trục 4E:

+ Móng băng:

Biểu đồ áp lực tiêu chuẩn tại đế móng

4.Kiểm tra điều kiện áp lực tại đáy móng:

R=(Abg_II + Bhg_II’ +Dc_II)m₁m₂/k_tc

m₁; m₂ : tra bảng đối với I_L< 0,5 được m₁ = 1,2; m₂ = 1,0. số liệu địa chất được lấy từ kết quả thí nghiệm trong phòng nên k_tc = 1,0

tra bảng A = 0,395; B = 2,575 ; D = 5,155

g_II =g_đn=8,868 kN/m³ ; g_II’=g=18,8 kN/m³ ; c_II = 20kpa ; h = 1,5m

+ Móng đơn:

b = 2,4m

R.(0,395.2,4.8,868 + 2,575.1,5.18,8 + 5,155.20)

R= 220,9462kPa

Thỏa mãn điều kiện tại đáy móng đơn.

+ Móng băng:

B_b = 1,4m

R . (0,395.1,4.8,868 + 2,575.1,5.18,8 + 5,155.20)

R= 216,7428kPa

Vậy điều kiện áp lực tại đáy móng thoả mãn. Ta có thể xác định ứng suất gây lún theo nguyên lý biến dạng tuyến tính.

5.ứng suất gây lún tại đế móng:

+ Móng đơn:

+ Móng băng:

Biểu đồ ứng suất gây lún tại đế móng được thể hiện trên hình vẽ trang 6.

6.Tính độ lún tại các điểm O và J theo phương pháp cộng lún các lớp phân tố có kể đến ảnh hưởng của tải trọng móng lân cận.

6.1.Tính độ lún tại điểm O:

ứng suất gây lún tại các điểm nằm trên trục đứng qua O gồm:

+ ứng suất gây lún do tải trọng của móng trục 4E.

+ ứng suất gây lún do tải trọng của móng trục 3E và 5E.

+ ứng suất gây lún do tải trọng của móng băng.

Chia nền dưới móng thành những phân tố có chiều dày

Chọn h_i = 0,2b = 0,2.2,4 = 0,48m.

6.1.1.Xác định ứng suất gây lún tại các điểm nằm trên trục đứng qua O do tải trọng của móng trục 4E và ứng suất bản thân của đất.

ứng suất bản thân của đất tại đế móng:

ứng suất bản thân của đất tại độ sâu z = z_i + h :

ứng suất gây lún tại các điểm nằm trên trục đứng qua O:

Trong đó:

K_0ABCD : tra bảng phụ thuộc l/b và 2z/b với l = 2,8m; b = 2,4m.

Các kết quả tính toán được lập thành bảng 1 trang 7.

Biểu đồ ứng suất gây lún tại đế móng

Mặt bằng móng

Bảng 1 – Xác định ứng suất gây lún tại O do tải trọng trên móng trục 4E

Điểm	z (m)	l/b	2z/b	K_oABCD	ó^gl_z(I) (KPa)	ó^bt_z (KPa)
0	0	1.1667	0	1.0000	182.6395	28.2
1	0.48	1.1667	0.4	0.9567	174.7272	32.4566
2	0.96	1.1667	0.8	0.8250	150.6785	36.7133
3	1.44	1.1667	1.2	0.6460	117.9866	40.9699
4	1.92	1.1667	1.6	0.4882	89.15995	45.2266
5	2.4	1.1667	2	0.3868	70.6529	49.4832
6	2.88	1.1667	2.4	0.2878	52.57086	53.7398
7	3.36	1.1667	2.8	0.2268	41.42967	57.9965
8	3.84	1.1667	3.2	0.1825	33.33253	62.2531
9	4.32	1.1667	3.6	0.1492	27.24443	66.5098
10	4.8	1.1667	4	0.1989	36.31814	70.7664
11	5.28	1.1667	4.4	0.1043	19.05587	75.023
12	5.76	1.1667	4.8	0.0895	16.34669	79.2797
13	6.24	1.1667	5.2	0.0768	14.0332	83.5363
14	6.72	1.1667	5.6	0.0672	12.26762	87.793
15	7.2	1.1667	6	0.0585	10.68468	92.0496
16	7.68	1.1667	6.4	0.0517	9.436618	96.3062
17	8.16	1.1667	6.8	0.0467	8.52342	100.5629
18	8.64	1.1667	7.2	0.0402	7.336172	104.8195
19	9.12	1.1667	7.6	0.0370	6.757844	109.0762
20	9.6	1.1667	8	0.0340	6.209926	113.3328
21	10.08	1.1667	8.4	0.0310	5.662007	117.5894
22	10.56	1.1667	8.8	0.0282	5.144498	121.8461
23	11.04	1.1667	9.2	0.0253	4.626989	126.1027
24	11.52	1.1667	9.6	0.0233	4.26171	130.3594
25	12	1.1667	10	0.0215	3.926841	134.616

6.1.2. Xác định ứng suất gây lún tại các điểm nằm trên trục đứng qua O do tải trọng của móng trục 3E và 5E.

Móng trục 3E và 5E đối xứng nhau qua O nên ta tính ứng suất gây lún tại các điểm nằm trên trục đứng qua O do tải trọng của móng trục 3E sau đó nhân với 2 để kể đến tải trọng của móng trục 5E.

ứng suất gây lún tại các điểm nằm trên trục đứng qua O do móng trục 3E:

= 730,558

Trong đó: : tra bảng phụ thuộc l/b và z/b với b = 1,4m ; l = 4,5m.

: tra bảng phụ thuộc l/b và z/b với b = 1,4m ; l = 2,6m.

– Các kết quả tính toán được lập thành bảng 2 trang 8.

Bảng 2 – Xác định ứng suất gây lún và ó^gl_z(KGNO)

và tổng hợp

Điểm	z (m)	z/b	Tra		Tra		ó^gl_z (II) (KPa)
Điểm	z (m)	z/b	l/b		l/b		ó^gl_z (II) (KPa)
0	0	0.0000	3.2143	0.2500	1.8571	0.2500	0.0000
1	0.48	0.3429	3.2143	0.2462	1.8571	0.2459	0.2129
2	0.96	0.6857	3.2143	0.2282	1.8571	0.2263	1.4493
3	1.44	1.0286	3.2143	0.2013	1.8571	0.1961	3.8326
4	1.92	1.3714	3.2143	0.1740	1.8571	0.1647	6.7279
5	2.4	1.7143	3.2143	0.1498	1.8571	0.1369	9.4114
6	2.88	2.0571	3.2143	0.1293	1.8571	0.1136	11.4613
7	3.36	2.4000	3.2143	0.1122	1.8571	0.0948	12.7701
8	3.84	2.7429	3.2143	0.0980	1.8571	0.0796	13.4166
9	4.32	3.0857	3.2143	0.0860	1.8571	0.0674	13.5491
10	4.8	3.4286	3.2143	0.0758	1.8571	0.0576	13.3190
11	5.28	3.7714	3.2143	0.0672	1.8571	0.0496	12.8531
12	5.76	4.1143	3.2143	0.0598	1.8571	0.0431	12.2477
13	6.24	4.4571	3.2143	0.0535	1.8571	0.0377	11.5711
14	6.72	4.8000	3.2143	0.0481	1.8571	0.0332	10.8694
15	7.2	5.1429	3.2143	0.0434	1.8571	0.0294	10.1727
16	7.68	5.4857	3.2143	0.0393	1.8571	0.0263	9.4995
17	8.16	5.8286	3.2143	0.0357	1.8571	0.0235	8.8605
18	8.64	6.1714	3.2143	0.0325	1.8571	0.0212	8.2611
19	9.12	6.5143	3.2143	0.0298	1.8571	0.0192	7.7034
20	9.6	6.8571	3.2143	0.0273	1.8571	0.0175	7.1872
21	10.08	7.2000	3.2143	0.0252	1.8571	0.0160	6.7111
22	10.56	7.5429	3.2143	0.0232	1.8571	0.0146	6.2728
23	11.04	7.8857	3.2143	0.0216	1.8571	0.0135	5.9175
24	11.52	8.2286	3.2143	0.0199	1.8571	0.0125	5.4207
25	12	8.5714	3.2143	0.0182	1.8571	0.0116	4.8290
26	12.48	8.9143	3.2143	0.0166	1.8571	0.0107	4.3030
27	12.96	9.2571	3.2143	0.0156	1.8571	0.0100	4.1277
28	13.44	9.6000	3.2143	0.0149	1.8571	0.0093	4.0765

6.1.3. Xác định ứng suất gây lún tại các điểm nằm trên trục đứng qua O do tải trọng của móng băng.

ứng suất gây lún tại các điểm nằm trên trục đứng qua O do móng băng gây ra:

Trong đó:

: tra bảng phụ thuộc x/b và z/b với b = 1,4m ; x = 2,5m.

Các kết quả tính toán được lập thành bảng 3 trang 9.

Bảng 3– Xác định ứng suất gây lún

Điểm	Z(m)	x/b	z/b	kz	kPa
0	0	1.78571	0	0.0000	0.000000
1	0.48	1.78571	0.34286	0.0030	0.545504
2	0.96	1.78571	0.68571	0.0186	3.377553
3	1.44	1.78571	1.02857	0.0440	7.984347
4	1.92	1.78571	1.37143	0.0699	12.66859
5	2.4	1.78571	1.71429	0.0903	16.38373
6	2.88	1.78571	2.05714	0.1041	18.88851
7	3.36	1.78571	2.40000	0.1122	20.34184
8	3.84	1.78571	2.74286	0.1158	21.00818
9	4.32	1.78571	3.08571	0.1165	21.13115
10	4.8	1.78571	3.42857	0.1152	20.89882
11	5.28	1.78571	3.77143	0.1127	20.44528
12	5.76	1.78571	4.11429	0.1095	19.86204
13	6.24	1.78571	4.45714	0.1059	19.20998
14	6.72	1.78571	4.80000	0.1022	18.52878
15	7.2	1.78571	5.14286	0.0984	17.84383
16	7.68	1.78571	5.48571	0.0947	17.17096
17	8.16	1.78571	5.82857	0.0911	16.51971
18	8.64	1.78571	6.17143	0.0876	15.89547
19	9.12	1.78571	6.51429	0.0844	15.30093
20	9.6	1.78571	6.85714	0.0813	14.73703
21	10.08	1.78571	7.20000	0.0783	14.20362
22	10.56	1.78571	7.54286	0.0755	13.69986
23	11.04	1.78571	7.88571	0.0729	13.2245
24	11.52	1.78571	8.22857	0.0704	12.77608
25	12	1.78571	8.57143	0.0681	12.35305
26	12.48	1.78571	8.91429	0.0659	11.95381
27	12.96	1.78571	9.25714	0.0638	11.57683
28	13.44	1.78571	9.60000	0.0619	11.22061
29	13.92	1.78571	9.94286	0.0600	10.88374
30	14.4	1.78571	10.28571	0.0583	10.56488

Bảng 4– Xác định ứng suất gây tổng tại điểm O

Điểm

Z(m)

ó^gl_z(I) (KPa)

Ó^gl_z (II) (KPa)

kPa

ó^gl_zO (KPa)

ó^bt_z (KPa)

182.6395

0.0000

0.00000

182.6395

28.2

0.48

174.7272

0.2129

0.545504

175.4856

32.4566

0.96

150.6785

1.4493

3.377553

155.5054

36.7133

1.44

117.9866

3.8326

7.984347

129.8035

40.9699

1.92

89.15995

6.7279

12.66859

108.5564

45.2266

2.4

70.6529

9.4114

16.38373

96.44803

49.4832

2.88

52.57086

11.461

18.88851

82.92067

53.7398

3.36

41.42967

12.77

20.34184

74.54161

57.9965

3.84

33.33253

13.417

21.00818

67.75731

62.2531

4.32

27.24443

13.549

21.13115

61.92468

66.5098

4.8

36.31814

13.319

20.89882

70.53596

70.7664

5.28

19.05587

12.853

20.44528

52.35425

75.023

5.76

16.34669

12.248

19.86204

48.45643

79.2797

6.24

14.0332

11.571

19.20998

44.81428

83.5363

6.72

12.26762

10.869

18.52878

41.6658

87.793

7.2

10.68468

10.173

17.84383

38.70121

92.0496

7.68

9.436618

9.4995

17.17096

36.10708

96.3062

8.16

8.52342

8.8605

16.51971

33.90363

100.5629

8.64

7.336172

8.2611

15.89547

31.49274

104.8195

9.12

6.757844

7.7034

15.30093

29.76217

109.0762

9.6

6.209926

7.1872

14.73703

28.13416

113.3328

10.08

5.662007

6.7111

14.20362

26.57673

117.5894

10.56

5.144498

6.2728

13.69986

25.11716

121.8461

11.04

4.626989

5.9175

13.2245

23.76899

126.1027

11.52

4.26171

5.4207

12.77608

22.45849

130.3594

3.926841

4.829

12.35305

21.10889

134.616

6.1.4. Vẽ biểu đồ ứng suất bản thân và ứng suất gây lún tại điểm O.

Biểu đồ ứng suất gây lún và ứng suất bản thân của các điểm nằm trên trục đứng qua O được thể hiện trên hình vẽ trang 11.

6.1.5. Tính toán độ lún tại điểm O:

Giới hạn nền tính đến điểm 23 có:

ó^gl=23,7689kPa < 0,2. ó^bt = 0,2.126,1027 = 25,22054kPa

Độ lún được xác định theo công thức sau:

= 0,057413m = 5,7413cm

Biểu đồ ứng suất gây lún và ứng suất bản thân của đất tại các điểm năm trên trục đứng qua o

6.2.Tính độ lún tại điểm J:

ứng suất gây lún tại các điểm nằm trên trục đứng qua J gồm:

+ ứng suất gây lún do tải trọng của móng băng.

+ ứng suất gây lún do tải trọng của móng trục 4E.

+ ứng suất gây lún do tải trọng của móng trục 3E và 5E.

Chia nền dưới móng thành những phân tố có chiều dày h_i £ b/4.

Chọn h_i = 0,25b = 0,25.1,4 = 0,35m.

6.2.1.Xác định ứng suất gây lún tại các điểm nằm trên trục đứng qua J do tải trọng của móng băng.

ứng suất bản thân của đất tại đế móng:

ứng suất bản thân của đất tại độ sâu z = z_i + h:

ứng suất gây lún tại các điểm nằm trên trục đứng qua J do móng băng gây ra:

Trong đó:

: tra bảng phụ thuộc x/b và z/b với b = 1,4m ; x = 0.

Các kết quả tính toán được lập thành bảng 5 trang 14.

6.2.2. Xác định ứng suất gây lún tại các điểm nằm trên trục đứng qua J do tải trọng của móng trục 4E.

ứng suất gây lún tại các điểm nằm trên trục đứng qua J:

= 365,279(-)

Trong đó: : tra bảng phụ thuộc l/b và z/b với b = 1,2m ; l = 3,9m.

: tra bảng phụ thuộc l/b và z/b với b = 1,1m ; l = 1,2m.

Các kết quả tính toán được lập thành bảng 6 trang 15.

6.2.3. Xác định ứng suất gây lún tại các điểm nằm trên trục đứng qua J do tải trọng của móng trục 3E và 5E.

Móng trục 3E và 5E đối xứng nhau qua trục ngang qua J nên ta tính ứng suất gây lún tại các điểm nằm trên trục đứng qua J do tải trọng của móng trục 3E sau đó nhân với 2 để kể đến tải trọng của móng trục 5E.

ứng suất gây lún tại các điểm nằm trên trục đứng qua J do móng trục 3E và 5E:

= 2.182,6395.

= 365,279.

Trong đó: : tra bảng phụ thuộc l/b và z/b với b = 3,9m ; l = 4,5m.

: tra bảng phụ thuộc l/b và z/b với b = 2,1m ; l = 3,9m.

: tra bảng phụ thuộc l/b và z/b với b = 1,1m ; l = 4,5m.

: tra bảng phụ thuộc l/b và z/b với b = 1,1m ; l = 2,1m.

Các kết quả tính toán được lập thành bảng 7, 8, 9 trang 16, 17 và 18.

Bảng 5 – Xác định ứng suất gây lún

Điểm	z(m)	z/b	Kz	ó^gl_z(D) (KPa)	ó^bt_z (KPa)
0	0.00	0.00	1.0000	181.3674	28.2
1	0.35	0.25	0.9595	174.0185	31.3038
2	0.70	0.50	0.8183	148.4147	34.4076
3	1.05	0.75	0.6682	121.1822	37.5114
4	1.40	1.00	0.5498	99.71854	40.6152
5	1.75	1.25	0.4618	83.74856	43.719
6	2.10	1.50	0.3958	71.78861	46.8228
7	2.45	1.75	0.3453	62.63247	49.9266
8	2.80	2.00	0.3058	55.45329	53.0304
9	3.15	2.25	0.2740	49.69876	56.1342
10	3.50	2.50	0.2481	44.99595	59.238
11	3.85	2.75	0.2265	41.08758	62.3418
12	4.20	3.00	0.2084	37.79199	65.4456
13	4.55	3.25	0.1929	34.97789	68.5494
14	4.90	3.50	0.1795	32.54842	71.6532
15	5.25	3.75	0.1678	30.43071	74.757
16	5.60	4.00	0.1575	28.56900	77.8608
17	5.95	4.25	0.1484	26.91995	80.9646
18	6.30	4.50	0.1403	25.44938	84.0684
19	6.65	4.75	0.1330	24.13002	87.1722
20	7.00	5.00	0.1265	22.93984	90.276
21	7.35	5.25	0.1205	21.86086	93.3798
22	7.70	5.50	0.1151	20.87829	96.4836
23	8.05	5.75	0.1102	19.97982	99.5874
24	8.40	6.00	0.1056	19.15514	102.6912
25	8.75	6.25	0.1014	18.39556	105.795
26	9.10	6.50	0.0976	17.69369	108.8988
27	9.45	6.75	0.0940	17.04323	112.0026
28	9.80	7.00	0.0906	16.43873	115.1064
29	10.15	7.25	0.0875	15.87552	118.2102
30	10.50	7.50	0.0846	15.34951	121.314
31	10.85	7.75	0.0819	14.85715	124.4178
32	11.20	8.00	0.0794	14.39531	127.5216
33	11.55	8.25	0.0770	13.96124	130.6254
34	11.90	8.50	0.0747	13.55254	133.7292
35	12.25	8.75	0.0726	13.16702	136.833
36	12.60	9.00	0.0706	12.80279	139.9368
37	12.95	9.25	0.0687	12.45814	143.0406
38	13.30	9.50	0.0669	12.13151	146.1444
39	13.65	9.75	0.0652	11.82155	149.2482
40	14.00	10.00	0.0636	11.52701	152.352

Bảng 6 – Xác định ứng suất gây lún

Điểm	z (m)							kPa
Điểm	z (m)	z/b	l/b		z/b	l/b		kPa
0	0	0.0000	3.25	0.2500	0.0000	1.0909	0.2500	0
1	0.35	0.2917	3.25	0.2476	0.3182	1.0909	0.2452	0.860805
2	0.7	0.5833	3.25	0.2350	0.6364	1.0909	0.2218	4.846468
3	1.05	0.8750	3.25	0.2139	0.9545	1.0909	0.1856	10.30494
4	1.4	1.1667	3.25	0.1901	1.2727	1.0909	0.1494	14.88094
5	1.75	1.4583	3.25	0.1676	1.5909	1.0909	0.1188	17.80191
6	2.1	1.7500	3.25	0.1476	1.9091	1.0909	0.0949	19.24601
7	2.45	2.0417	3.25	0.1303	2.2273	1.0909	0.0766	19.62777
8	2.8	2.3333	3.25	0.1155	2.5455	1.0909	0.0626	19.32044
9	3.15	2.6250	3.25	0.1028	2.8636	1.0909	0.0519	18.59843
10	3.5	2.9167	3.25	0.0919	3.1818	1.0909	0.0436	17.64814
11	3.85	3.2083	3.25	0.0824	3.5	1.0909	0.0370	16.59111
12	4.2	3.5000	3.25	0.0742	3.8182	1.0909	0.0317	15.50427
13	4.55	3.7917	3.25	0.0670	4.1364	1.0909	0.0275	14.43472
14	4.9	4.0833	3.25	0.0607	4.4545	1.0909	0.0240	13.41001
15	5.25	4.3750	3.25	0.0552	4.7727	1.0909	0.0212	12.44500
16	5.6	4.6667	3.25	0.0504	5.0909	1.0909	0.0188	11.54644
17	5.95	4.9583	3.25	0.0461	5.4091	1.0909	0.0168	10.71601
18	6.3	5.2500	3.25	0.0423	5.7273	1.0909	0.0150	9.952313
19	6.65	5.5417	3.25	0.0389	6.0455	1.0909	0.0136	9.252176
20	7	5.8333	3.25	0.0359	6.3636	1.0909	0.0123	8.611488
21	7.35	6.1250	3.25	0.0332	6.6818	1.0909	0.0112	8.025734
22	7.7	6.4167	3.25	0.0308	7	1.0909	0.0102	7.490327
23	8.05	6.7083	3.25	0.0288	7.3182	1.0909	0.0095	7.068149
24	8.4	7.0000	3.25	0.0266	7.6364	1.0909	0.0088	6.509272
25	8.75	7.2917	3.25	0.0250	7.9545	1.0909	0.0080	6.195132
26	9.1	7.5833	3.25	0.0234	8.2727	1.0909	0.0075	5.815242
27	9.45	7.8750	3.25	0.0218	8.5909	1.0909	0.0070	5.424393
28	9.8	8.1667	3.25	0.0204	8.9091	1.0909	0.0065	5.077378
29	10.15	8.4583	3.25	0.0190	9.2273	1.0909	0.0060	4.72671
30	10.5	8.7500	3.25	0.0176	9.5455	1.0909	0.0057	4.361431
31	10.85	9.0417	3.25	0.0163	9.8636	1.0909	0.0053	4.036333
32	11.2	9.3333	3.25	0.0157	10.182	1.0909	0.0050	3.901180
33	11.55	9.6250	3.25	0.0150	10.5	1.0909	0.0048	3.736804
34	11.9	9.9167	3.25	0.0144	10.818	1.0909	0.0046	3.576081

Bảng 7 – Xác định &

Điểm

z (m)

Tra

z/b

l/b

z/b

l/b

1.1538

0.25

1.8571

0.25

0.35

0.0897

1.1538

0.2499

0.1667

1.8571

0.2495

0.7

0.1795

1.1538

0.2491

0.3333

1.8571

0.2462

1.05

0.2692

1.1538

0.2472

0.5

1.8571

0.2389

1.4

0.359

1.1538

0.2438

0.6667

1.8571

0.2277

1.75

0.4487

1.1538

0.2387

0.8333

1.8571

0.2139

2.1

0.5385

1.1538

0.232

1.8571

0.1987

2.45

0.6282

1.1538

0.224

1.1667

1.8571

0.1832

2.8

0.7179

1.1538

0.215

1.3333

1.8571

0.1681

3.15

0.8077

1.1538

0.2052

1.5

1.8571

0.1538

3.5

0.8974

1.1538

0.195

1.6667

1.8571

0.1405

3.85

0.9872

1.1538

0.1847

1.8333

1.8571

0.1283

4.2

1.0769

1.1538

0.1744

1.8571

0.1172

4.55

1.1667

1.1538

0.1643

2.1667

1.8571

0.1072

4.9

1.2564

1.1538

0.1546

2.3333

1.8571

0.0981

5.25

1.3462

1.1538

0.1453

2.5

1.8571

0.09

5.6

1.4359

1.1538

0.1364

2.6667

1.8571

0.0827

5.95

1.5256

1.1538

0.1281

2.8333

1.8571

0.0761

6.3

1.6154

1.1538

0.1203

1.8571

0.0702

6.65

1.7051

1.1538

0.113

3.1667

1.8571

0.0649

1.7949

1.1538

0.1062

3.3333

1.8571

0.0601

7.35

1.8846

1.1538

0.0999

3.5

1.8571

0.0558

7.7

1.9744

1.1538

0.094

3.6667

1.8571

0.0519

8.05

2.0641

1.1538

0.0886

3.8333

1.8571

0.0483

8.4

2.1538

1.1538

0.0835

1.8571

0.045

8.75

2.2436

1.1538

0.0788

4.1667

1.8571

0.0422

9.1

2.3333

1.1538

0.0745

4.3333

1.8571

0.0395

9.45

2.4231

1.1538

0.0703

4.5

1.8571

0.0371

9.8

2.5128

1.1538

0.0667

4.6667

1.8571

0.0348

10.15

2.6026

1.1538

0.0631

4.8333

1.8571

0.0328

10.5

2.6923

1.1538

0.0599

1.8571

0.0309

10.85

2.7821

1.1538

0.0568

5.1667

1.8571

0.0295

11.2

2.8718

1.1538

0.0541

5.3333

1.8571

0.0281

11.55

2.9615

1.1538

0.0514

5.5

1.8571

0.0267

11.9

3.0513

1.1538

0.0489

5.6667

1.8571

0.0252

Bảng 8 – Xác định &

Điểm	z (m)	Tra			Tra
Điểm	z (m)	z/b	l/b		z/b	l/b
0	0	0.0000	4.0909	0.2500	0.0000	1.9091	0.2500
1	0.35	0.3182	4.0909	0.2469	0.3182	1.9091	0.2467
2	0.7	0.6364	4.0909	0.2318	0.6364	1.9091	0.2302
3	1.05	0.9545	4.0909	0.2079	0.9545	1.9091	0.2034
4	1.4	1.2727	4.0909	0.1826	1.2727	1.9091	0.1743
5	1.75	1.5909	4.0909	0.1597	1.5909	1.9091	0.1474
6	2.1	1.9091	4.0909	0.1401	1.9091	1.9091	0.1242
7	2.45	2.2273	4.0909	0.1237	2.2273	1.9091	0.1049
8	2.8	2.5455	4.0909	0.1098	2.5455	1.9091	0.0891
9	3.15	2.8636	4.0909	0.0980	2.8636	1.9091	0.0762
10	3.5	3.1818	4.0909	0.0879	3.1818	1.9091	0.0655
11	3.85	3.5000	4.0909	0.0792	3.5000	1.9091	0.0568
12	4.2	3.8182	4.0909	0.0717	3.8182	1.9091	0.0496
13	4.55	4.1364	4.0909	0.0651	4.1364	1.9091	0.0436
14	4.9	4.4545	4.0909	0.0593	4.4545	1.9091	0.0385
15	5.25	4.7727	4.0909	0.0542	4.7727	1.9091	0.0343
16	5.6	5.0909	4.0909	0.0497	5.0909	1.9091	0.0306
17	5.95	5.4091	4.0909	0.0456	5.4091	1.9091	0.0275
18	6.3	5.7273	4.0909	0.0420	5.7273	1.9091	0.0249
19	6.65	6.0455	4.0909	0.0388	6.0455	1.9091	0.0226
20	7	6.3636	4.0909	0.0359	6.3636	1.9091	0.0206
21	7.35	6.6818	4.0909	0.0334	6.6818	1.9091	0.0188
22	7.7	7.0000	4.0909	0.0310	7.0000	1.9091	0.0172
23	8.05	7.3182	4.0909	0.0291	7.3182	1.9091	0.0160
24	8.4	7.6364	4.0909	0.0271	7.6364	1.9091	0.0148
25	8.75	7.9545	4.0909	0.0252	7.9545	1.9091	0.0136
26	9.1	8.2727	4.0909	0.0237	8.2727	1.9091	0.0127
27	9.45	8.5909	4.0909	0.0223	8.5909	1.9091	0.0118
28	9.8	8.9091	4.0909	0.0209	8.9091	1.9091	0.0110
29	10.15	9.2273	4.0909	0.0197	9.2273	1.9091	0.0103
30	10.5	9.5455	4.0909	0.0186	9.5455	1.9091	0.0097
31	10.85	9.8636	4.0909	0.0175	9.8636	1.9091	0.0091
32	11.2	10.1818	4.0909	0.0165	10.1818	1.9091	0.0086
33	11.55	10.5000	4.0909	0.0156	10.5000	1.9091	0.0082
34	11.9	10.8182	4.0909	0.0148	10.8182	1.9091	0.0078

Bảng 9 – Xác định ứng suất gây lún

Điểm

z (m)

0.2500

0.0000

0.35

0.2499

0.2495

0.2469

0.2467

0.0623

0.7

0.2491

0.2462

0.2318

0.2302

0.4693

1.05

0.2472

0.2389

0.2079

0.2034

1.3937

1.4

0.2438

0.2277

0.1826

0.1743

2.8394

1.75

0.2387

0.2139

0.1597

0.1474

4.5493

2.1

0.2320

0.1987

0.1401

0.1242

6.3506

2.45

0.2240

0.1832

0.1237

0.1049

8.0682

2.8

0.2150

0.1681

0.1098

0.0891

9.5826

3.15

0.2052

0.1538

0.0980

0.0762

10.7949

3.5

0.1950

0.1405

0.0879

0.0655

11.7297

3.85

0.1847

0.1283

0.0792

0.0568

12.4077

4.2

0.1744

0.1172

0.0717

0.0496

12.8174

4.55

0.1643

0.1072

0.0651

0.0436

12.9921

4.9

0.1546

0.0981

0.0593

0.0385

13.0463

5.25

0.1453

0.0900

0.0542

0.0343

12.9194

5.6

0.1364

0.0827

0.0497

0.0306

12.6668

5.95

0.1281

0.0761

0.0456

0.0275

12.3852

6.3

0.1203

0.0702

0.0420

0.0249

12.0292

6.65

0.1130

0.0649

0.0388

0.0226

11.6290

0.1062

0.0601

0.0359

0.0206

11.2174

7.35

0.0999

0.0558

0.0334

0.0188

10.7916

7.7

0.0940

0.0519

0.0310

0.0172

10.3505

8.05

0.0886

0.0483

0.0291

0.0160

9.9685

8.4

0.0835

0.0450

0.0271

0.0148

9.5630

8.75

0.0788

0.0422

0.0252

0.0136

9.1210

9.1

0.0745

0.0395

0.0237

0.0127

8.7484

9.45

0.0703

0.0371

0.0223

0.0118

8.3028

9.8

0.0667

0.0348

0.0209

0.0110

8.0325

10.15

0.0631

0.0328

0.0197

0.0103

7.6270

10.5

0.0599

0.0309

0.0186

0.0097

7.3421

10.85

0.0568

0.0295

0.0175

0.0091

6.9038

11.2

0.0541

0.0281

0.0165

0.0086

6.6006

11.55

0.0514

0.0267

0.0156

0.0082

6.2974

11.9

0.0489

0.0252

0.0148

0.0078

6.1002

6.3.4. Vẽ biểu đồ ứng suất bản thân và ứng suất gây lún tại điểm J.

Bảng 10 – Xác định ứng suất gây lún tại điểm J

Điểm

z (m)

ó^gl_z(I) (KPa)

ó^bt_z (KPa)

181.3674

0.0000

181.3674

28.2000

0.35

174.0185

0.8608

0.0623

174.9416

31.3038

0.7

148.4147

4.8465

0.4693

153.7305

34.4076

1.05

121.1822

10.3049

1.3937

132.8808

37.5114

1.4

99.7185

14.8809

2.8394

117.4389

40.6152

1.75

83.7486

17.8019

4.5493

106.0998

43.7190

2.1

71.7886

19.2460

6.3506

97.3852

46.8228

2.45

62.6325

19.6278

8.0682

90.3284

49.9266

2.8

55.4533

19.3204

9.5826

84.3563

53.0304

3.15

49.6988

18.5984

10.7949

79.0921

56.1342

3.5

44.9960

17.6481

11.7297

74.3738

59.2380

3.85

41.0876

16.5911

12.4077

70.0864

62.3418

4.2

37.7920

15.5043

12.8174

66.1137

65.4456

4.55

34.9779

14.4347

12.9921

62.4047

68.5494

4.9

32.5484

13.4100

13.0463

59.0047

71.6532

5.25

30.4307

12.4450

12.9194

55.7951

74.7570

5.6

28.5690

11.5464

12.6668

52.7822

77.8608

5.95

26.9200

10.7160

12.3852

50.0212

80.9646

6.3

25.4494

9.9523

12.0292

47.4309

84.0684

6.65

24.1300

9.2522

11.6290

45.0112

87.1722

22.9398

8.6115

11.2174

42.7687

90.2760

7.35

21.8609

8.0257

10.7916

40.6782

93.3798

7.7

20.8783

7.4903

10.3505

38.7191

96.4836

8.05

19.9798

7.0681

9.9685

37.0165

99.5874

8.4

19.1551

6.5093

9.5630

35.2274

102.6912

8.75

18.3956

6.1951

9.1210

33.7117

105.7950

9.1

17.6937

5.8152

8.7484

32.2573

108.8988

9.45

17.0432

5.4244

8.3028

30.7704

112.0026

9.8

16.4387

5.0774

8.0325

29.5486

115.1064

10.15

15.8755

4.7267

7.6270

28.2292

118.2102

10.5

15.3495

4.3614

7.3421

27.0530

121.3140

10.85

14.8572

4.0363

6.9038

25.7973

124.4178

11.2

14.3953

3.9012

6.6006

24.8971

127.5216

11.55

13.9612

3.7368

6.2974

23.9954

130.6254

11.9

13.5525

3.5761

6.1002

23.2288

133.7292

Biểu đồ ứng suất gây lún và ứng suất bản thân của các điểm nằm trên trục đứng qua N được thể hiện trên hình vẽ trang 19.

Biểu đồ ứng suất gây lún và ứng suất bản thân của đất tại các điểm năm trên trục qua j

6.3.5. Tính toán độ lún tại điểm J:

Giới hạn nền tính đến điểm 32:

ó^gl=24.8971kPa < 0,2. ó^bt = 0,2.127,5216 = 25,50432kPa

Độ lún được xác định theo công thức sau:

= 0,056867m = 5,6867cm

7. Kiểm tra nền về sức chịu tải: (Hansen)

áp lực giới hạn của nền

Trong đó A₁,B₁,C₁: Là các hệ số không thứ nguyên.

,,: Là hệ số sức chụi tải phụ thuộc vào

= 18^o => tgö = 0,325 Vậy tra trong biểu đồ , ta có:

= 2 ; = 8 ; =15

7.1. Móng đơn:

Móng chữ nhật:

Vậy ta có: n_i= 1,2143

n_q= 2,2857

n_c= 1,2571

= 2.1.1,2143 = 2,4286

= 8.1.2,2857 = 18,2856

= 15.1.1,2571 = 18,8565

e_l = 0,1214m => l^’= l – 2.e_l = 2,8 – 2.0.1214 = 2,5572

= 944,4723(Kpa)

áp lực cho phép:

Tải trọng cho phép:

N_a = ó_a.l^’.b^’ = 472,2361.2,5572.2,4 = 1764,8785kN

N_a = 1764,8785kN > N^tc_o = 1,15.1185 = 1362,75kN

Vậy nền móng đơn đảm bảo điều kiện ổn định về sức chịu tải.

7.2. Móng băng:

Móng băng:

e_b = 0,0648m => b^’= b– 2.e_b= 1,4- 2.0,0648 = 1,2704

= 2.1.1,35= 2,7

= 8.1.1,42 = 11,36

= 15.1.3,1 = 46,5

= 1274,2956kpa

áp lực cho phép:

Tải trọng cho phép:

N_a = ó_a.l^’.b^’ = 637,1478.1.1,4 = 892,0069kN

N_a = 892,0069kN > N = 1,15.247 = 248,05kN

Vậy nền móng băng đảm bảo điều kiện ổn định về sức chịu tải.

April 5, 2019

Bài tập lớn môn Vật lý lượng tử 2 Tìm hiểu về hiện tượng siêu dẫn nhiệt độ cao

Bài tập lớn môn Vật lý lượng tử 2 Tìm hiểu về hiện tượng siêu dẫn nhiệt độ cao

Mọi ý kiến đóng góp xin gửi vào hòm thư: [email protected]

Kéo xuống để Tải ngay đề cương bản PDF đầy đủ: Sau “mục lục” và “bản xem trước”

(Nếu là đề cương nhiều công thức nên mọi người nên tải về để xem tránh mất công thức)

Đề cương liên quan:Đề cương bài tập lớn môn Các mạng truyền thông vô tuyến

[toc]

[pdfviewer width=”800px” height=”1000px” beta=”true/false”]http://hotroontap.com/wp-content/uploads/2019/04/B%C3%A0i-t%E1%BA%ADp-l%E1%BB%9Bn-m%C3%B4n-V%E1%BA%ADt-l%C3%BD-l%C6%B0%E1%BB%A3ng-t%E1%BB%AD-2-T%C3%ACm-hi%E1%BB%83u-v%E1%BB%81-hi%E1%BB%87n-t%C6%B0%E1%BB%A3ng-si%C3%AAu-d%E1%BA%ABn-nhi%E1%BB%87t-%C4%91%E1%BB%99-cao.pdf[/pdfviewer]

Tải ngay đề cương bản PDF tại đây: Bài tập lớn môn Vật lý lượng tử 2 Tìm hiểu về hiện tượng siêu dẫn nhiệt độ cao

ề tài “ Hiện tượng siêu dẫn nhiệt độ cao được nhóm chúng em tìm hiểu với mong muốn được nâng cao hiểu biết của mình về hiện tượng siêu dẫn nhiệt độ cao, nhanh chóng tiếp cận với những kiến thức và những ứng dụng mới lạ của hiện tượng này trong khoa học đời sống.

Trong bài tiểu luận này, chúng em có trình bày về những khái niệm có liên quan đến hiện tượng siêu dẫn, vài nét lịch sử về hiện tượng siêu dẫn nhiệt độ cao, một số tính chẩt của vật liệu siêu dẫn nhiệt độ cao, cấu trúc và tính chất của một số hợp chất siêu dẫn nhiệt độ cao chứa đồng và oxy điển hình và cuối cùng là các ứng dụng của siêu dẫn nhiệt độ cao. Qua tài liệu này có thể giúp các bạn có một cái nhìn tổng quát, cụ thể hơn về hiện tượng này cũng như biết thêm được những điều mới lạ, thú vị trong việc ứng dụng vào công nghệ hiện đại ngày nay.

Hy vọng tài liệu này sẽ là một tư liệu bổ ích giúp cho các bạn sinh viên có mong muốn tìm hiểu thêm về hiện tượng siêu dẫn nhiệt độ cao – một vấn đề còn rất nhiều điều kỳ bí. Do thời gian thực hiện đề tài không nhiều và những kiến thức hiện có còn hạn chế của nhóm nên đề tài không tránh khỏi những thiếu sót. Rất mong nhận được sự đóng góp ý kiến của thầy cùng các bạn để đề tài được phong phú và hoàn thiện hơn.

Sinh viên thực hiện nhóm 3 lớp C14VL01

Nguyễn Thị Luyến

Nguyễn Thị Tuyết Lan

Bình Dương, Ngày 30 tháng 10 năm 2016

PHẦN 1. LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI

Thế kỷ 21 là thế kỷ mà khoa học kỹ thuật phát triển vượt bậc nhờ sự kế thừa và phát huy những phát hiện vĩ đại của các thế hệ trước. Trong số các ngành khoa học công nghệ hiện đại thì công nghệ vật liệu kỹ thuật chiếm một vị trí vô cùng quan trọng. Khoa học càng phát triển, yêu cầu các thiết bị càng cao đòi hỏi nguyên vật liệu phải thỏa mãn những tiêu chuẩn tối ưu. Vì thế, các nhà vật lý đang cố gắng tìm kiếm những vật liệu kỹ thuật mới và cải tiến vật liệu kỹ thuật hiện có để đáp ứng ngày một tốt hơn yêu cầu của nền văn minh đương đại. Vật lý siêu dẫn đang là vấn đề thời sự đầy hấp dẫn của các nhà khoa học – đỉnh cao là vật liệu siêu dẫn nhiệt độ cao. Vật lý siêu dẫn nhiệt độ cao được phát hiện cách đây hơn 25 năm đã mở ra triển vọng lớn trong việc nghiên cứu, ứng dụng các chất siêu dẫn. Nó đánh dấu bước tiến quan trọng trong quá trình tìm kiếm của các nhà vật lý và công nghệ trong lĩnh vực siêu dẫn.

Một nhà nghiên cứu về siêu dẫn đã phát biểu: “Siêu dẫn đã mở ra một kỷ nguyên mới giống như Laser và bóng bán dẫn, nó có thể sản sinh ra toàn bộ một nền công nghiệp mới hoặc chí ít cũng một khâu cơ bản của nhiều ngành công nghiệp hiện đại trên thế giới”. Ngày nay, nhiều ý kiến cho rằng tác động của công nghệ siêu dẫn nhiệt độ cao sẽ bằng hoặc vượt xa công nghệ bán dẫn và Laser.

Với hai đặc trưng: không có sự mất mát năng lượng trong quá trình tải điện và khả năng đẩy từ trường ra ngoài chất siêu dẫn, vật liệu siêu dẫn đã được đưa vào ứng dụng trong mọi ngành khoa học và công nghệ như: y học, kỹ thuật điện – điện tử, công nghiệp quốc phòng, giao thông vận tải, đời sống và sản xuất,…

Xuất phát từ tiềm năng phát triển và nhiều ứng dụng thực tế của việc sử dụng vật liệu siêu dẫn, chúng tôi quyết định chọn đề tài: “Hiện tượng siêu dẫn nhiệt độ cao” làm đề tài tìm hiểu của nhóm.

PHẦN 2: NỘI DUNG

CHƯƠNG 1: SIÊU DẪN NHIỆT ĐỘ CAO VÀ MỘT SỐ TÍNH CHẤT CỦA SIÊU DẪN NHIỆT ĐỘ CAO

1.1. Hiện tượng siêu dẫn

Năm 1911, Kamerlingh Onnes đã khảo sát điện trở của những kim loại khác nhau trong vùng nhiệt độ Heli. Khi nghiên cứu điện trở của thủy ngân (Hg) trong sự phụ thuộc nhiệt độ, ông đã quan sát được rằng: điện trở của Hg ở trạng thái rắn (trước điểm nóng chảy cỡ 234K (-39⁰C) là 39,7 Ω. Trong trạng thái lỏng tại 0⁰C (cỡ 273 K) có giá trị là 172,7Ω, tại gần 4K có giá trị là 8.10^-2 Ω và tại T ~ 3K có giá nhỏ hơn 3.10^-6 Ω. Như vậy có thể coi là ở nhiệt độ T < 4,0 K, điện trở của Hg biến mất (hoặc xắp xỉ bằng không).

1.1.1. Khái niệm hiện tượng siêu dẫn

Siêu dẫn là một trạng thái vật lý phụ thuộc vào nhiệt độ tới hạn mà ở đó nó cho phép dòng điện chạy qua trong trạng thái không có điện trở và khi đặt siêu dẫn vào trong từ trường thì từ trường bị đẩy ra khỏi nó.

Hiện tượng siêu dẫn là hiện tượng mà điện trở của một chất nào đó đột ngột giảm về 0 ở một nhiệt độ xác định.

1.1.2. Nhiệt độ tới hạn và độ rộng chuyển pha

Nhiệt độ mà tại đó điện trở hoàn toàn biến mất được gọi là nhiệt độ tới hạn hoặc nhiệt độ chuyển pha siêu dẫn (ký hiệu là T_C). Có thể hiểu rằng nhiệt độ chuyển pha siêu dẫn là nhiệt độ mà tại đó một chất chuyển từ trạng thái thường sang trạng thái siêu dẫn.

Khoảng nhiệt độ từ khi điện trở bắt đầu suy giảm đột ngột đến khi bằng không được gọi là độ rộng chuyển pha siêu dẫn (ký hiệu là ∆T). Ví dụ độ rộng chuyển pha của Hg là ∆T = 5.10^-2 K. Độ rộng chuyển pha ∆T phụ thuộc vào bản chất của từng vật liệu siêu dẫn.

1.1.3. Điện trở không

Về nguyên tắc, ở dưới nhiệt độ chuyển pha, điện trở của chất siêu dẫn xem như hoàn toàn biến mất. Vậy thực chất: trong trạng thái siêu dẫn, điện trở thực sự trở thành không hay là có giá trị rất nhỏ?

Tất nhiên, không thể chứng minh được bằng thực nghiệm rằng điện trở trong thực tế là 0; bởi vì điện trở của nhiều chất trong trạng thái siêu dẫn có thể nhỏ hơn độ nhạy mà các thiết bị đo cho phép có thể ghi nhận được. Trong trường hợp nhạy hơn, cho dòng điện chạy xung quanh một xuyến siêu dẫn khép kín, khi đó nhận thấy dòng điện hầu như không suy giảm sau một thời gian rất dài. Giả thiết rằng tự cảm của xuyến là L, khi đó nếu ở thời điểm t = 0 ta bắt đầu cho dòng I(0) chạy vòng quanh xuyến, ở thời gian muộn hơn t ≠ 0, cường độ dòng điện chạy qua xuyến tuân theo công thức:

Ở đây R là điện trở của xuyến. Chúng ta có thể đo từ trường tạo ra dòng điện bao quanh xuyến. Phép đo từ trường không lấy năng lượng từ mạch điện mà vẫn cho ta khả năng quan sát dòng điện luân chuyển không thay đổi theo thời gian và có thể xác định được điện trở của kim loại siêu dẫn cỡ < 10²⁶ Ωm. Giá trị này thỏa mãn kết luận điện trở của kim loại siêu dẫn bằng 0.

1.2. Sơ lược tiến trình phát hiện của các chất siêu dẫn nhiệt độ cao.

Mốc lịch sử đáng chú ý năm 1974, vật liệu gốm siêu dẫn được phát hiện với hợp chất BaPb_1-xBi_xO₃ (x = 0,25) có T_C cực đại cỡ 13K. Mặc dù chuyển pha ở hợp chất này không cao nhưng nó mở ra một hướng mới là: có thể tìm kiếm vật liệu siêu dẫn ngay cả trong các hợp chất gốm, chứ không phải chỉ ở kim loại nguyên chất hoặc hợp kim.

Với nhiệt độ chuyển pha siêu dẫn T_C không vượt quá 24K (Bảng 1.1), có thể nói rằng trong vòng 75 năm (1911 – 1985) chất lỏng Heli vẫn là môi trường duy nhât dùng để nghiên cứu vật liệu siêu dẫn. Việc tồn tại tính siêu dẫn trong vùng nhiệt độ Heli là một hạn chế lớn trong việc nghiên cứu và ứng dụng đối với nhiều phòng thí nghiệm trên thế giới, vì vấn đề tạo ra Heli lỏng là một quá trình phức tạp và tốn kém. Để khắc phục điều đó, sự tìm tòi chủ yếu của các nhà khoa học được tập trung vào vấn đề làm sao tạo đươc các chất siêu dẫn có nhiệt độ chuyển pha cao hơn.

Ngày 27 tháng 01 năm 1986, hai nhà vật lý là K.A.Muller và J.G.Bedorz làm việc tại phòng thí nghiệm của hãng IBM ở Zurich (Thụy Sĩ) đã công bố trên tạp chí “Zeitschrift Fur Physik” ở Đức: Hợp chất gốm Ba_0.75La_4.25Cu₅O_4(3-y) có điện trở giảm mạnh trong vùng 30 – 35K và trở về không ở 2K. Phát minh này làm chấn động dư luận trên toàn thế giới và mở ra một chân trời mới đầy hi vọng, có sức hấp dẫn và lôi cuốn đa số các nhà vật lý trên toàn thế giới.Nó như một phát súng đại bác mở đầu một cuộc tấn công mạnh mẽ vào lĩnh vực khoa học hoàn toàn mới: “Lĩnh vực siêu dẫn nhiệt độ cao”.

Ngay sau đó là sự bùng nổ thông tin nghiên cứu về siêu dẫn nhiệt độ cao trên toàn cầu. Các phòng thí nghiệm, các nhóm nghiên cứu ở rất nhiều nước chạy đua nhau công bố các kết quả về siêu dẫn nhiệt độ cao. Những vật liệu siêu dẫn mới không ngừng được phát hiện và nhiệt độ chuyển pha T_C ngày càng được nâng cao một cách đáng kể.

Tiếp sau sự phát minh của Bednorz và Mulller, ngay trong năm 1986 nhóm TOKYO đã xác định được (La_0.85Ba_0.15)₂CuO_4-có cấu trúc Perovskite loại K₂NiF₄ T_C cỡ 30K. Nhóm Houston đã nghiêm cứu hiệu ứng áp suất cao ở hợp chất gốm này và tìm thấy T_Ctăng cỡ 1K/kbar, đồng thời cũng xác định được nhiệt độ bắt đầu chuyển pha của nó cỡ 57K ở áp suất 12kbar. Sau kết quả này nhóm Houston – Alabama đã thay thế một lượng nhỏ Ba bằng Sr và đã xác định được nhiệt độ bắt đầu chuyển pha siêu dẫn

T_C ~ 42,5K trong hợp chất (La_0.9Sr_0.1)Cu_4-ở áp suất thường.

Nhiều thí nghiệm khác nghiêm cứu về siêu dẫn nhiệt độ cao trên thế giới như A&T.Bell, Beijing, Belcore, Argone và Naval Research Laboratory cũng khẳng định các kết quả đã được công bố trên. Cho đến năm 1991, một số nhà khoa học đã tìm ra siêu dẫn còn có trong cả các hợp chất hữu cơ K_xC₆₀ với nhiệt độ chuyển pha lên đến 28K. Một phát hiện rất quan trọng cũng vào năm đó là các nhà khoa học ở AT&T đã tìm thấy siêu dẫn hữu cơ là chất C₆₀Rb₃ có nhiệt độ T_C cỡ 30K. Kết quả này là một sự ngạc nhiên lớn cho các nhà khoa học, nó không chỉ ngạc nhiên về siêu dẫn thực sự tồn tại trong chất hữu cơ mà cơ chế siêu dẫn nhiệt độ cao gây bởi các lớp Cu-O trong vật liệu mới này đã trở nên không còn ý nghĩa. Phải chăng, một hướng mới trong cơ chế siêu dẫn nhiệt độ cao cần được hình thành để giải thích cho sự tồn tại siêu dẫn trong hợp chất được gọi là “Fullerence”.

Một phát hiện đáng quan tâm nữa là ngày 20/01/1994 nhóm tác giả R.J.Cava đã công bố tìm thấy siêu dẫn trong hợp chất Intermetallic – LnNi₂B₂C (Ln=Y, Tm, Er, Ho, Lu) có nhiệt độ T_C = 13 – 17K. Mặc dù T_C của hợp chất này không cao nhưng đây là một phát minh quan trọng vì nó mở ra con đường tìm kiếm vật liệu siêu dẫn trong các hợp kim liên kim loại (Intermetallic) và trong các vật liệu từ – một vấn đề mà từ trước đến nay người ta vẫn cho rằng không có khả năng tồ tại siêu dẫn.

Nhiệt độ chuyển pha của một số chất siêu dẫn theo thời gian

Cho đến năm 2001 đã có rất nhiều hợp chất siêu dẫn mới được phát hiện. Tuy nhiên, để cho có hệ thống ta tạm sắp xếp các loại siêu dẫn điển hình theo bảng sau.

Bảng 1.1: Phân loại các chất siêu dẫn

Loại siêu dẫn	Chất siêu dẫn tiêu biểu	Nhiệt độ chuyển pha [K]	Năm phát hiện
Siêu dẫn kim loại và hợp kim	Hg	4,2	1911
	Nb	9,3	1930
	Nb3Sn	18,1	1954
	Nb3Ge	23,7	1973
Oxit siêu dẫn chứa Cu và O	La-Sr-Cu-O	20-30	1986
	Y(Re)-Ba-Ca-Cu-O	85-95	1987
	Bi-Sr-Ca-Cu-O	115-120	1988
	Tl-Ba-Ca-Cu-O	120-125	1988
	Hg-Ba-Ca-Cu-O	90-164	1993
	Y(Re)-Ba-Ca-Cu-O	85-95	1987
Siêu dẫn không chứa Cu	Ba-K-Bi-O	20-30	1988
Siêu dẫn hữu cơ	KxC60	30	1991
Siêu dẫn không chứa Cu và O	Ln(Re)-Ni-B-C	17	1994
Siêu dẫn không chứa Cu và O	Y-Pd-B-C	23	1994

Đồng thời với nhiều chất siêu dẫn mới được phát hiện, nhiệt độ chuyển pha của chúng cũng không ngừng được nâng cao.

1.3. Một số loại siêu dẫn nhiệt độ cao điển hình

1.3.1. Vài nét về oxit siêu dẫn

Dấu ấn đầu tiên trong lịch sử phát hiện ra siêu dẫn có trong oxit đó là chất SrTiO₃ do Scholey, Hooler và Cohen tìm thấy năm 1964 với nhiệt độ chuyển pha và các hạt điện tử là n = 3.10¹⁹/cm³. Hiện tượng này không nằm trong khuôn khổ của lý thuyết BCS. Mười bảy năm sau người ta đã pha tạp Nb vào SrTiO₃ và đã nâng được nồng độ điện tử lên n = 10²¹/cm³ và nhiệt độ chuyển pha . Chín tháng sau, nhóm Matthias đã tìm thấy siêu dẫn trong Na_xWO₃ với x = 3; n = 10²²/cm³ và . Như vậy, hiện tượng siêu dẫn đã xuất hiện trong nhiều loại oxit khác nhau với nồng độ electron đủ lớn. Năm 1965, hiện tượng siêu dẫn cũng được tìm thấy trong TiO và NbO với các nhiệt độ chuyển pha tương ứng là 0,65K và 1,25K.

Năm 1973, Johnston và đồng nghiệp đã tìm ra siêu dẫn có trong LiTi₂O₄ với

T_C= 11K. Năm 1975, Sleight và đồng nghiệp đã tìm ra siêu dẫn có trong BaPb_1-xBi_xO₃. Với x = 0,25 thì nồng độ hạt tải n = 2,4.10²¹/cm³ và . Sau đó, người ta thay K⁺¹ vào Ba⁺² trong chất cách điện BaBiO và tìm thấy trong hợp chất Ba-K-Bi-O.

Từ năm 1986 trở về trước, người ta tìm được siêu dẫn tồn tại trong nhiều oxit kim loại nhưng không phải trong các hợp chất chứa oxit đồng.

1.3.2. Một số loại siêu dẫn chứa oxit đồng

Năm 1956, lý thuyết BCS ra đời với giá trị của T_C được tính theo ông thức . Với là nhiệt độ Debye, là mật độ trạng thái mặt Fermi, V là thế năng tương tác electron – proton.

Trong quá trình nghiên cứu, người ta nhận thấy rằng ba thông số trên đều không độc lập với nhau. Nếu làm tăng một hay nhiều trong ba thông số, và V trong hệ thức T_C ở trên sẽ có thể tìm kiếm các vật liệu siêu dẫn có T_C cao, có thể là các hệ vật liệu bất thường như các hệ vật liệu chứa oxit ở vùng biên của kim loại và điện môi.

Ý tưởng đó được hai nhà khoa học K.A.Muller và G.Bednorz ở công ty IBM (Thụy Sĩ) triển khai. Tháng 1 năm 1986, K.A.Muller và G.Bednorz đã tìm ra chất siêu dẫn nhiệt độ cao chứa oxit Cu đầu tiên La_2-xBa_XCuO₄ với nhiệt độ chuyển pha Tháng 7 năm 1987, Bednorz và muller đã nhận giải thưởng Nobel về sự phát minh ra siêu dẫn nhiệt độ cao.

Người ta cho rằng trong chất siêu dẫn nhiệt độ cao, các tương tác mạnh electron – proton xuất hiện trong các oxit do sự phân cực giống như trạng thái hóa trị hỗn hợp có thể dẫn đến phá vỡ lý thuyết BCS. Người ta cũng tìm thấy các hợp chất siêu dẫn chứa oxit đồng phù hợp với giả định trên, bởi vì Cu có hóa trị hỗn hợp hoặc

Ngày 12 tháng 01 năm 1987, nhóm nghiên cứu của C.W.Chu lần đầu tiên đã tạo ra siêu dẫn có ở hợp chất YBa₂Cu₃O_7-. Các nghiên cứu cho thấy rằng cấu trúc pha siêu dẫn trong hợp chất này khác hẳn cấu trúc (La-214)

Tháng 3 năm 1987, người ta thay La bằng Y (không từ tính) và phát hiện ra hợp chất siêu dẫn YBa₂Cu₃O_7-(gọi là Y-123) có nhiệt độ chuyển pha T_C> 90K. Ngay sau đó cấu trúc pha siêu dẫn của Y-123 được xác định tại phòng thí nghiệm Geophysical Laboratory đó là cấu trúc lớp với sự sắp xếp trật tự một cách tuần hoàn (Y-BaO-CuO-Cu₂-BaO) với hai lớp CuO₂ được ngăn bằng một chuỗi tuyến tính ô mạng. Tiếp theo là hàng loạt các hợp chất mới được nghiên cứu khi thay thế Y = La, Nb, Sm, Eu, Gd, Ho, Xe và Lu (các nguyên tố thuộc dãy đât hiếm), sự thay thế này không cho thấy sự thay đổi T_C.

Tại thời điểm này, một số nhà nghiên cứu khác trên thế giới cũng độc lập tìm ra siêu dẫn R-123 có T_C> 90K (nhóm Muller – Thụy Sĩ, nhóm Tanaka – Nhật, nhóm Paul Chu – Mỹ – và Zhong-Xian-Zhao-Bắc Kinh).

1.3.3. Một số loại siêu dẫn nhiệt độ cao chứa Cu và Oxy.

Từ năm 1988 đến nay, hàng loạt các oxit siêu dẫn chứa Cu được phát hiện. Ngoài La(R)-214 và Y(R)-123 còn có các họ hợp chất siêu dẫn nhiệt độ cao điển hình sau đây:

BiSr₂Ca_n-1Cu_nO_2n+4(gọi tắt là Bi-22(n-1)n với n=1,2,3,…)

Tl₂Ba₂Ca_n-1Cu_nO_2n+4(gọi tắt là Tl-22(n-1)n với n=1,2,3,…)

HgBa₂Ca_n-1Cu_nO_2n+4(gọi tắt là Hg-12(n-1)n với n=1,2,3,…)

CuBa₂Ca_n-1Cu_nO_2n+4(gọi tắt là Cu-12(n-1)n với n=1,2,3,…)

A_1-xBa_xCuO₂ (A là loại đất hiếm, B là kim loại kiềm hoặc valency).

Các vật siêu dẫn có nhiệt độ chuyển pha đã vượt quá 120K và cấu trúc của chúng cũng đặc biệt hơn.

♦ Hệ Bi-22(n-1)n: (Vật liệu này do Maeda và đồng nghiệp phát hiện vào tháng 1 năm 1988).

– Điển hình là: Bi-Sr-Ca-Cu-O (gọi tắt là BSCCO system).

– Đây là loại vật liệu đa pha mà Cấu trúc tinh thể gồm ba pha ứng với

n = 1, 2, 3 được xác định là cấu trúc lớp theo trật tự sắp đặt: BiO₂-SrO-CuO₂-(Ca)-CuO₂-…-(Ca)-CuO₂-SrO, với n là lớp CuO₂ được ngăn bằng (n-1) lớp Ca. Ứng với lớp n = 1,2 và 3 thì T_C có các giá trị cỡ 22K, 80K và 110K, có sự tăng nhiệt độ chuyển pha theo thứ tự tăng số lớp n.

♦ Hệ Tl-22(n-1)n: (Do Shung và Herman công bố vào năm 1987).

Khi thay thế nguyên tố phi kim, từ hóa trị 3 (Tl) cho (R)-123(TlBa₂Cu₃O_x) nhận thấy nhiệt độ chuyển pha của hợp chất tăng lên xấp xỉ 90K. Tháng 2 năm 1988, Shung và Herman đã thay một phần Ca và Ba và được hợp chất Tl-Ba-Ca-Cu-O hay (TBCCO), hợp chất này có cấu trúc giống như siêu dẫn BI-2223 với hau lớp kép (TlO₂) và có T_C = 90K, 110K và có 125K khi n = 1,2,3.

♦ Hệ Hg-12(n-1)n:

Năm 1991, người ta thay thế Hg cho Cu. Sau đó, Putilin và đồng nghiệp tạo ra hợp chất (n=1) với T_C = 94K. Schiling và đồng nghiệp thay n = 2,3 trong

Hg-12(n-1)n đã làm tăng T_C = 133K – 134K ở áp suất cao 16Gpa và 164K ở 30Gpa. Cấu trúc được sắp đặt: HgO-BaO-CuO₂-(Ca)-CuO₂-…-(Ca)-CuO₂-BO. Với n lớp CuO₂ được ngăn cách bằng (n-1) lớp Ca, cấu trúc này giống với cấu trúc .

♦ Hệ :

Công thức chung: với m = 1 hoặc 2, X = Ba hoặc Sr, n = 1,2,3 tăng theo sự thay đổi của A trong bảng hệ thống tuần hoàn.

Từ nhó VB (Bi), nhóm IIIB(Tl) đến nhóm IIB (Hg) trong bảng hệt thống tuần hoàn, có khả năng làm tăng T_C bằng cách thay đổi A liên tiếp đến nhóm IB như Au hoặc Ag và T_C đạt được 124K trong hệ này.

1.4. Một số đặc tính chung của vật liệu siêu dẫn nhiệt độ cao.

1.4.1. Các phép đo thông thường để nghiên cứu một số tính chất của siêu dẫn nhiệt độ cao.

Thông thường để nghiên cứu một số tính chất của siêu dẫn nhiệt độ cao người ta thường dùng các phép đo sau:

+ Nghiên cứu về tính chất nhiệt: Đo độ dẫn nhiệt, nhiệt dung, suất điện động nhiệt điện.

+ Nghiên cứu về tính chất điện: Đo điện trở, mật độ dòng tới hạn…

+ Nghiên cứu tính chất nhiệt động: Đo từ trường tới hạn nhiệt động H_C (T), sự tăng – giảm entropy…

+ Nghiên cứu các chất từ: Đo hệ số tự hóa, đường cong từ trễ, từ trường tới hạn dưới (H_C¹), từ trường tới hạn trên (H_C²), dị hướng từ…

Các phép đo trên đây đều phục vụ cho một mục đích chung là:

+ Nghiên cứu tính chất chuyển của vật liệu. Ngoài ra, một số phép đo quan trọng khác cũng được thực hiện như các phép đo: hiệu ứng Hall, chuyển pha từ, chuyển pha cấu trúc…

+ Phân tích mẫu và ghiên cứu cấu trúc: Phân tích nhiệt, nhiễu xạ tia X, Nhiễu xạ neutron, kính hiển vi điện tử quét,… và đo hấp thụ sóng quang học của vật liệu siêu dẫn.

+Các hiệu ứng: Hiệu ứng xuyên ngâm, hiệu ứng Ramann, hiệu ứng Meissner, hiệu ứng Isotop, hiệu ứng Joshepson… cũng được kết hợp nghiên cứu không chỉ bằng thực nghiệm mà trong lĩnh vực lý thuyết cũng phát triển rất mạnh.

1.4.2. Đặc tính cơ bản chung của siêu dẫn nhiệt độ cao ở trạng thái thường.

Thông thường, vật liệu siêu dẫn nhiệt độ cao có cấu trúc tinh thể là cấu trúc lớp (loại Perovskite) và không đẳng hướng. Các vật liệu này có cấu hình hai chiều là các mặt CuO₂ và các chuỗi Cu-O. Ở trạng thái thường, hầu hết các hợp chất gốm siêu dẫn khi T < T_C đối với từng hợp chất khác nhau và T_C phụ thuộc mạnh vào quy trình công nghệ, các điều kiện xử lý nhiệt và môi trường tạo mẫu.

Nồng độ hạt tải của các vật liệu siêu dẫn nhiệt độ cao thường nhỏ hơn các kim loại điển hình từ một đến hai bậc và liên quan đến các dị thường trong trạng thái siêu dẫn.

Độ dẫn nhiệt trong các vật liệu siêu dẫn nhiệt độ cao chứa oxit đồng đặc trưng là . Dòng nhiệt truyền chủ yếu là do mạng còn trong kim loại , dòng nhiệt truyền chủ yếu là do các điện tử dẫn.

1.4.3. Đặc tính cơ bản chung của siêu dẫn nhiệt độ cao ở trạng thái siêu dẫn.

Các kết quả thực nghiệm đã chứng minh rằng các chất siêu dẫn nhiệt độ cao cũng có tất cả các đặc tính cơ bản như các chất siêu dẫn nhiệt độ thấp.

Điện trở giảm đột ngột về không khi T < T_C. Trong các chất siêu dẫn luôn tồn tại hiệu ứng Meissner nhưng không hoàn toàn. Vì vậy, nó tồn tại đồng thời ba trường tới hạn H_C, H_C1, H_C2. Ứng với mỗi vật liệu có một giá trị mật độ dòng tới hạn J_C. Khi chuyển từ trạng thái thường sang trạng thái siêu dẫn, nhiệt dung có bước nhảy. Bước nhảy này thường được trình bày theo lý thuyết BCS.

Thực tế, chuyển pha siêu dẫn rất ít khi đi kèm với chuyển pha cấu trúc trong tinh thể, mà chuyển pha cấu trúc trong các hợp chất siêu dẫn nhiệt độ cao thường xảy ra độc lập.

Các công trình sử dụng lý thuyết BCS cho việc nghiên cứu siêu dẫn nhiệt độ cao đều sử dụng tính chất khe năng lượng. Nghĩa là trong trạng thái siêu dẫn, cơ chế tương tác chính vẫn là tương tác gián tiếp của cặp Cooper- tương tác hút điện tử với điện tử thông qua phonon.

Hiệu ứng đồng vị là một câu hỏi lớn trong siêu dẫn nhiệt độ cao mà chưa có lời giải đáp thỏa đáng, bởi vì hệ số nằm trong khoảng rất rộng chứ không bằng như trong các chất siêu dẫn nhiệt độ thấp.

Ngoài các tính chất cơ bản trên, vật liệu siêu dẫn nhiệt độ cao còn một vài đặc trưng riêng:

– Tính dị h ướng của vật liệu siêu dẫn nhiệt độ cao lớn, điện trở R đo theo trục c có tính dị hướng mạnh còn theo mặt (ab) điện trở có dạng giống kim loại.

– Có tính phản sắt từ. Bằng nhiễu xạ Neutron, người ta tìm được trật tự phản sắt từ xuất hiện ở nhiệt độ Néel với T_N = 500K, với chất siêu dẫn chứa (RE) thì T_N = 2K.

– Độ dài kết hợp rất ngắn. Ở siêu dẫn nhiệt độ cao cỡ Điều này làm tăng ảnh hưởng các thăng giáng trong vùng lân cận của T_C một cách đáng kể. Mặt khác, do ngắn nên hầu hết các chất siêu dẫn nhiệt độ cao thuộc loại siêu dẫn loại II.

Tóm lại, tìm ra siêu dẫn nhiệt độ cao, điển hình là các hợp chất chứa Cu là một bước tiến quan trọng trong quá trình nghiên cứu vật liệu siêu dẫn. Với những tính chất đặc biệt, nó mở ra một chân trời mới cho sự phát triển của công nghệ và đời sống.

CHƯƠNG 2: CẤU TRÚC VÀ TÍNH CHẤT CỦA MỘT SỐ HỢP CHẤT SIÊU DẪN NHIỆT ĐỘ CAO CHỨA ĐỒNG VÀ OXY ĐIỂN HÌNH

2.1. Hợp chất siêu dẫn nhiệt độ cao 30- 40K.

2.1.1. Cấu trúc cơ bản của La-214.

Hệ siêu dẫn nhiệt độ cao tiêu biểu trong hợp chất này là hệ La-Ba-Cu-O có hợp thức là La_2-xBa_xCuO₄ hoặc La_2-xSr₂CuO₄ gọi tắt (siêu dẫn 214). Theo hợp thức này cứ hai nguyên tử kim loại kết hợp với 1 nguyên tử Cu và 4 nguyên tử O. Hợp phức này được Bednorz và Muller phát minh ra lần đầu tiên vào năm 1986, có nhiệt độ chuyển pha T_C nằm trong vùng 30-40K (tùy theo nồng độ x). Cấu trúc tinh thể ban đầu của hệ thống này thuộc Perovskite lập phương dạng ABO₃.

Ở trạng thái thường, hợp chất này là chất điện môi. Khi pha tạp, nguyên tử nằm ở trung tâm (B⁺) dịch chuyển làm cho cấu trúc lập phương ABO₃ biến dạng méo và có thể trở thành các loại cấu trúc như: tứ diện (Tetragonal), trực giao (Orthorhombic), trực thoi (Rhombohedra) và đơn tà (Mocolinic). Các nguyên tử Cu trong hệ được sắp xếp cùng với các nguyên tử oxy trong cấu trúc tinh thể theo hình bát diện.

2.1.2. Cấu trúc điện tử La2CuO4

Thông thường, vật liệu siêu dẫn La(214) là hợp chất gốm cách điện. Khi thay
La³⁺ bằng Sr²⁺ thì trong hệ La_2-xSr₂CuO₄ tạo nên các lỗ trống trong các mặt phẳng CuO₂, gây ra sự giảm điện trở đột ngột và trở thành siêu dẫn. Như vậy, sự thay đổi nồng độ lỗ trống trong mặt CuO₂ là bản chất của siêu dẫn trong vật liệu này.

2.1.3. Tính chất từ

– Độ từ hóa phụ thuộc từ trường của chất siêu dẫn (214)

– Sự phụ thuộc của độ từ hóa M vào nhiệt độ.

2.2. Hợp chất siêu dẫn nhiệt độ cao 80- 90K
2.2.1. Cấu trúc cơ bản của siêu dẫn YBa₂Cu₃O_7-y

Sau khi phát minh và khẳng định, siêu dẫn trong hệ hợp chất YBa-Cu-O có nhiệt độ chuyển pha T_C » 90K với hợp thức cation là 1Y: 2Ba: 3Cu và hợp thức danh định là YBa₂-Cu-O (siêu dẫn 123). Cấu trúc ô cơ bản của vật liệu siêu dẫn (123) tương tự với cấu trúc Perovskite cơ bản ABO₃ (hình 2.2) và ô cơ bản của YBa₂-Cu-O (hình 2.4).

Trong cấu trúc Perovskite cơ bản ABO₃ có hai vị trí ion dương. Vị trí A nằm ở tâm của khung được tạo bởi khối bát diện bằng các ion âm (oxy) và làm phù hợp với các ion dương có kích thước lơn hơn trong cấu trúc. Vị trí B phù hợp cho các ion dương có kích thước nhỏ hơn, nằm tại tâm của khối bát diện. Trong hợp chất siêu dẫn (123) các ion Y và Ba có kích thước lớn hơn sẽ chiếm các vị trí A, còn Ca nhỏ hơn sẽ chiếm các vị trí B.

Cấu trúc trực thoi (orthorhombic) của vật liệu siêu dẫn được mô tả ở hình 2.5

2.2.2. Các tính chất vật liêu siêu dẫn Y- 123

– Tính chất điện của vật liệu siêu dẫn Y-123

– Tính chất từ của siêu dẫn Y-123

– Tính chất nhiệt: Bước nhảy nhiệt dung và độ dẫn nhiệt – suất điện động nhiệt điện

3.3. Hợp chất siêu dẫn nhiệt độ cao 110- 125K

Một số hợp chất siêu dẫn nhiệt độ cao có nhiệt độ chuyển pha nằm trong khoảng 110-125K. Tiêu biểu là hai loại hợp chất Bi-Sr-Ca-Cu-O và Tl-Ba-Cu-O. Về cơ bản hai loại hợp chất siêu dẫn nhiệt độ cao này có cấu trúc tinh thể và tính chất tương đối giống nhau.

3.3.1. Siêu dẫn chứa Bismush

Tháng 5/1987 Michel và đồng nghiệp phát hiện ra siêu dẫn Ba-Sr-Cu-O có nhiệt độ chuyển pha từ 7 đến 22K. Tháng 1 năm 1988, Maeda và đồng nghiệp đã phát hiện được: Nếu thêm Ca vào hệ Bi-Sr-Cu-O sẽ tạo được một vật liệu siêu dẫn mới có nhiệt độ chuyển pha cao hơn nhiệt độ hóa lỏng Nitơ. Hợp chất này có hợp thức chung là: Bi₂Sr₂Ca_n-1Cu_nO_y với n = 1,2,3. Hợp thức này tồn tại ba hệ siêu dẫn gồm các hợp phần sau đây:

+ Hệ Bi₂Sr₂Cu₁O_6+x có T_C = 7 – 22K (khi n=1). Trong hệ này pha siêu dẫn chính gọi là Bi(2201).
+ Hệ Bi₂Sr₂Ca₁Cu₂O_8+x với T_C = 80 – 90K (khi n=2). Trong hệ này pha siêu dẫn chính gọi là Bi(2212).

+ Hệ Bi₂Sr₂Ca₂Cu₃O_10+x có T_C= 110 -12K (khi n=3). Trong hệ này pha siêu dẫn chính là Bi(2223).

Hình 2.6 mô tả cấu trúc tinh thể của các hợp chất siêu dẫn trên. Nhìn chung các hợp chất này đều có cấu trúc loại Perovskite. Trong các hệ siêu dẫn Bi(2201), Bi(2212), Bi(2223) đều chứa một, hai hoặc Tetragonal, Othorhombic hoặc giả Tetragonal. Trong một hợp chất chứa các thành phần Bi-Sr-Ca-Cu-O thường tồn tại cả ba siêu dẫn (2201), (2212), (2223). Cấu trúc pha siêu dẫn này thường giống nhau về thể loại và khác nhau về độ dài trục c (hình 2.6). Tỷ lệ các pha trong một khối mẫu tùy thuộc thành phần hợp thức ban đầu, quy trình công nghệ khi chế tạo và điều kiện của môi trường tạo mẫu.

3.3.2. Cấu trúc tinh thể lý tưởng của siêu dẫn nhiệt độ cao chứa Bi– 2212.

Hình 2.7 là các mô hình lý tưởng cho cấu trúc tinh thể của các chất siêu dẫn nhiệt độ cao chứa Bi. Kết quả nghiên cứu nhiễu xạ điện tử (ED) do N.Y.Li và đồng nghiệp cho thấy, pha thứ nhất ứng với n=1 chỉ có một lớp CuO₂; pha thứ hai ứng với n=2 có chứa hai lớp CuO₂ và pha thứ ba ứng với n=3 có chứa ba lớp CuO₂. Số lớp CuO₂ đóng vai trò cực kỳ quan trọng trong việc hình thành tín hiệu siêu dẫn của vật liệu siêu dẫn nhiệt độ cao.

Trong quá trình nghên cứu cơ chế siêu dẫn nhiệt độ cao một số tác giả còn xây dựng một vài mô hình lí tưởng khác về cấu trúc tinh thể của hợp chất siêu dẫn Bi₂Sr₂CaCu₂O₈ có thể tìm thấy trong các tài liệu đã công bố về siêu dẫn nhiệt độ cao

3.3.3 Cấu trúc tinh thể các hợp chất siêu dẫn nhiệt độ cao Bi₂SrCaCu₂O₈₊_d

Trong thực tế, các nguyên tử oxy không thể kết hợp hoàn toàn với các nguyên tố khác để tạo nên tinh thể lý tưởng Bi₂Sr₂CaCu₂O₈, số oxy trong hợp thức thường lớn hơn 8 cho nên hơp thức chế tạo thường được viết dưới dạng Bi₂Sr₂CaCu₂O₈₊_d. Vì vậy, J.M.Tarascon, A.W.Slieglit, M.Hervieu và M.A.Subramanian đã đưa ra môt số mô hình sau đây. Các mô hình này được minh họa trong các hình 2.8 và hình 2.9 a, b.

Nhìn chung các mô hình này đều có các giả thiết ban đầu giống nhau, trong cấu trúc ô cơ sở đều có một bô khung các cặp nguyên tử Cu-O kết hợp với sự sắp xếp vị trí các nguyên tử Sr, Ca và Bi. Sự khác nhau trong các mô hình cấu trúc này là giả định khác nhau về cấu trúc các lớp Bi-O.

3.3.4. Cấu trúc lý tưởng của hợp chất siêu dẫn TI₂Ba₂CaCu₂O₈.

Tóm lại, khi tìm hiểu về một hợp chất siêu dẫn nhiệt độ cao, ta nghiên cứu về cấu trúc và các tính chất đặc trưng của chúng. Ta xét ba loại hợp chất siêu dẫn nhiệt độ cao điển hình: hợp chất siêu dẫn nhiệt độ cao có nhiệt độ chuyển pha T_C trong vùng nhiệt độ 30-40K (hợp chất siêu dẫn 30-40K); hợp chất siêu dẫn nhiệt độ cao có nhiệt độ chuyển pha T_C trong vùng nhiệt độ 80-90K (hợp chất siêu dẫn 80-90K); hợp chất siêu dẫn nhiệt độ cao có nhiệt độ chuyển pha T_C trong vùng nhiệt độ 110- 125K (hợp chất siêu dẫn 110-125K). Tất cả các chất siêu dẫn điển hình này đều chứa Cu và Oxy. Cấu trúc tinh thể của chúng đặc trưng bằng mạng hai chiều Cu-O. Tùy theo số đỉnh O(0,1,2) và vị trí Cu trong tinh thể mà lớp Cu-O có thể là mạng hai chiều hình tháp vuông hoặc hình bát giác. Các chất siêu dẫn chứa Cu và Oxy đều có những tính chất chung về tinh thể. Mô hình đơn giản cho cơ chế siêu dẫn trong các vật liệu này là quan niệm về sự truyền điện tích giữa các lớp được coi là bể điện tích và các lớp dẫn điện CuO₂.

CHƯƠNG 3: MỘT SỐ ỨNG DỤNG CỦA VẬT LIỆU SIÊU DẪN NHIỆT ĐỘ CAO

Như ta đã biết, trạng thái siêu dẫn của vật liệu tồn tại ở vùng nhiệt độ dưới nhiệt độ tới hạn T_C, ở từ trường nhỏ hơn từ trường tới hạn H_C và dòng điện nhỏ hơn dòng tới hạn I_C.

Với các điều kiện trên, điện trở của các vật liệu siêu dẫn luôn bằng 0 . Ngoài ra, khi đặt chất siêu dẫn loại I vào từ trường ngoài, từ trường bị đẩy ra khỏi chất siêu dẫn đó. Và do đó, từ trường trong chất siêu dẫn bằng 0 (B_in = 0).

Đối với chất siêu dẫn loại II (đa số hợp chất và các chất siêu dẫn nhiệt độ cao) có hai từ trường tới hạn là và . Tại H₀ < , từ trường hoàn toàn bị đẩy ra khỏi chất siêu dẫn. Trong khi đó, < H_o< từ trường thấm vào trong chất siêu dẫn (trạng thái trung gian). Tuy nhiên điện trở suất của chất siêu dẫn vẫn bằng 0.

Các ứng dụng của siêu dẫn dựa trên các đặc trưng quan trọng của chất siêu dẫn là ; B_in = 0 và tính chất lượng tử của siêu dẫn. có thể kể ra các ứng dụng quan trọng của siêu dẫn là:

– Chế tạo nam châm siêu dẫn.

– Truyền tải điện năng.

– Ứng dụng trong quan sát nội trạng con người bằng ảnh cộng hường từ hạt nhân MRI.

– Tạo từ trường để tích trữ năng lượng.

– Chế tạo động cơ, biến thế.

– Cầu chì giới hạn dòng.

– Chế tạo tàu hỏa chạy trên đệm từ với tốc độ cực nhanh.

– Các thiết bị dựa trên hiệu ứng Josephson với độ nhạy cực cao.

– Giao thoa lượng tử siêu dẫn (SQUID) và nhiều ứng dụng khác.

Với các ứng dụng khác nhau, cần có các dòng điện có cường độ tối thiểu (I < I_c) trong một từ trường cho trước.

Theo đánh giá của các chuyên gia kinh tế (năm 2002) phạm vi ứng dụng của siêu dẫn có thể thống kê trên các lĩnh vực chính như sau:

– Lĩnh vực điện tử: 46%.

– Lĩnh vực năng lượng: 18%.

– Giao thông vận tải: 9%.

– Y tế: 11%.

– Các ứng dụng khác: 16%.

Ngân hàng thế giới (WB) dự đoán giá trị thương mại của các sản phẩm có sử dụng vật liệu siêu dẫn trên toàn thế giới lên đến 244 tỷ USD vào năm 2020.

Theo tạp chí Time (năm 2000), công nghệ chế tạo và nghiên cứu ứng dụng các chất siêu dẫn ở vị trí thứ 2 trong các loại công nghệ hàng đầu thế kỷ XXI.

Để sử dụng các chất siêu dẫn cần đáp ứng một số yêu cầu nhất định đã nêu.

Bảng 3.1: Các thông số J_c trong từ trường B trong các thiết bị tương ứng

Các ứng dụng	B(T)	J_c(A/cm²)
Các phần tử chuyển mạch	0,1	5.10⁶
Dây dẫn dòng điện xoay chiều	0,2	10⁵
Dây dẫn dòng điện một chiều	0,2	2.10⁴
SQUID	0,1	2.10²
Motor và máy phát điện	4	10⁴
Cầu trì	5	10⁵

Ngoài ra nhiệt độ làm việc của chất siêu dẫn (T_lv) đối với ứng dụng có ứng dụng có công suất lớn và với các ứng dụng trong điện tử thì

Như vậy, các chất siêu dẫn nhiệt độ thấp cần được ngâm trong Heli lỏng (4,2K), các chất siêu dẫn nhiệt độ cao thì trong Nitơ lỏng (77K) hoặc nhiệt độ Hydro lỏng (20,28K).

Về mặt kỹ thuật, chế tạo và sử dụng vật liệu siêu dẫn cần có những điều kiện phức tạp. Đối với chất siêu dẫn nhiệt độ cao việc thiết kế chế tạo để ứng dụng đơn giản hơn. Tuy nhiên, vì các chất siêu dẫn nhiệt độ cao là vật liệu gốm, giòn nên người ta phải bọc các bột siêu dẫn trong các ống bằng bạc, ép tạo dáng và nung ở nhiệt độ thích hợp tạo thành các dây tương đối mềm dẻo dễ sử dụng.

3.1. Sử dụng hiệu ứng điện trở không.

3.1.1. Ngành công nghiệp điện

3.1.1.1. Truyền tải năng lượng (Electric Power Transmission).

Hiện nay, các đường dây tải điện siêu dẫn nhiệt độ cao đã được xây dựng ở một số nước tiên tiến như Mỹ, Nhật,…Tải điện bằng cáp siêu dẫn có lợi rất lớn so với đường dây tải điện thông thường. Lợi ích lớn nhất là khả năng tải dòng rất lớn và không bị tổn hao năng lượng trong quá trình tải điện. Thực nghiệm cho thấy: dây cáp được làm lạnh trong trạng thái siêu dẫn có thể tải dòng lớn gấp ba lần dòng điện trong cáp đồng bình thường với đường kính dây và hiệu điện thế giống nhau. Một lợi ích không thể có được ở các dây tải điện bình thường là, khi tải điện trong trạng thái siêu dẫn, không bị mất mát năng lượng do điện trở dây dẫn (nhiệt Jun). Điều này cho phép truyền tải năng lượng điện đến những khoảng cách rất xa mà không tốn kém. Cáp siêu dẫn cũng có thể tải năng lượng địa nhiệt, năng lượng điện Hydro và năng lượng mặt trời, năng lượng lấy từ than đá hoặc năng lượng hạt nhân từ nguồn đến các trung tâm dân cư sử dụng hoặc nơi tiêu thụ.

3.1.1.2. Máy phát điện và động cơ điện siêu dẫn.

Máy phát điện siêu dẫn có dạng giống như các turbin thông thường. Sự điều khiển và hoạt động của máy phát điện siêu dẫn giống như turbin về mặt nguyên lý. Nhưng sự khác nhau cơ bản là motor siêu dẫn được bao bọc trong một buồng chân không quay tròn. Chất lỏng Nitơ được bơm vào buồng chân không bằng lực hướng tâm để duy trì nhiệt độ của motor ở trạng thái siêu dẫn. Máy phát điện siêu dẫn đã chứng tỏ tính năng tốt, kích thước chỉ bằng một nửa kích thước máy phát điện thường, giá thành rẻ hơn cỡ 40% so với máy phát điện thông thường 300MW; hiệu suất được nâng lên 98 – 99%.

3.1.1.3. Bình tích trữ năng lượng từ siêu dẫn (Superconducting Magnetic Energy Storage – SMES).

Trong SMES, năng lượng được sinh ra từ từ trường của cuộn dây siêu dẫn rất lớn được chôn trong lòng đất. Năng lượng được tích trữ trong cuộn dây siêu dẫn và các mạch điện trong hệ thống này không bị tiêu hao. Năng lượng ở đây không cần chuyển đổi từ các dạng năng lượng khác nhau vào bình chứa. (Ví dụ các dạng năng lượng hóa học, cơ học và nhiệt hoc v.v.). Khi cần sử dụng, năng lượng được phóng ra rất nhanh với cường độ rất mạnh. Điều này làm giảm từ trường và giảm năng lượng tích trữ. SMES có hiệu suất đến 97%. Hiện nay, các nghiên cứu đã chế tạo các SMES có công suất vài ngàn MW đang được triển khai.

Ngoài ra, SMES còn có nhiều ứng dụng trong khoa học quân sự như: năng lượng laser, súng chạy trên đường ray có thể bắn các loại tên lửa tầm xa với tốc độ rất lớn. Có thể sử dụng thiết bị này để phóng các loại máy bay phản lực, tàu vũ trụ v.v….

3.1.2. Máy gia tốc hạt (Particle Accelerators)

Sử dụng các nam châm siêu dẫn nhiệt độ thấp thay cho các nam châm sẽ tiết kiệm được hàng triệu đô la tiền điện. Nếu sử dụng vật liệu siêu dẫn nhiệt độ cao thay thế thì hiệu suất của các máy gia tốc hạt tăng đáng kể vì giá thành điện năng và giá thành làm lạnh giảm.

3.1.3. Lò phản ứng nhiệt hạch từ (Magnetic fusion reactors)

Để sử dụng cho các thí nghiệm với lò phản ứng nấu chảy từ. Các nam châm siêu dẫn sẽ giữ plasma ở giữa không trung trong lò phản ứng Tokamak hình bánh răng. Nam châm siêu dẫn nhiệt độ thấp có thể sản sinh ra từ trường lên đến 11 testla. Trạng thái plasma của khí gas nóng được đưa vào bên trong từ trường. Phản ứng nóng chảy tự xuất hiện khi plasma nóng lên ngưng đọng lại. Sử dụng chất siêu dẫn nhiệt độ cao làm giảm tổng năng lượng cần thiết để làm lạnh nam châm và đơn giản hóa hệ thống làm lạnh.

3.2. Ứng dụng hiệu ứng Meissner: Hiệu ứng nâng.

3.2.1. Ôtô điện (Electric Automobils)

Người ta chế tạo các motor siêu dẫn dựa trên cơ sở của hiệu ứng Meissner. Tính chất của các motor siêu dẫn là gây nên sự đẩy các đường từ thông. Sức đẩy này sử dụng để lái rotor trong motor điện. Các motor siêu dẫn rất rắn chắc và có kích thước cỡ 1/3 kích thước motor thường. Sự mất mát dòng trong motor siêu dẫn ước tính giảm đi cỡ 50% so với motor thường. Motor siêu dẫn có nhiều ứng dụng cả trong công nghiệp sản xuất ôtô, các loại bơm, quạt, các máy thổi, các máy cơ khí, máy nghiền và rất nhiều phương tiện khác.

Có thể sử dụng motor siêu dẫn cho các ôtô điện và máy kéo. Điện năng được tích trữ trong bình tích trữ năng lượng từ siêu dẫn, thiết bị được lắp đặt trên các phương tiện truyền tải. Các ôtô và máy kéo này chạy êm, hiệu suất năng lượng cao và không làm ô nhiễm môi trường. Chất siêu dẫn nhiệt độ cao ở nhiệt độ phòng trong tương lai sẽ làm tăng hiệu quả và giá thành cho ứng dụng này.

3.2.2. Sự treo từ (Magnetic Levitation)

Kể từ khi có sự phát minh ra siêu dẫn có rất nhiều sự quan tâm đặc biệt dành cho những ứng dụng trong lĩnh vực điện từ. Thực ra ứng dụng dựa vào đặc tính trường của nó được sử dụng nhiều và đa dạng hơn ứng dụng trong việc giảm bớt điện trở rất nhiều.

3.2.3. Tách chiết từ (Magnetic Separation).

Tách lọc từ là phương pháp tách chiết các thành phần tạp chất xác định nào đó ra khỏi hỗn hợp của nó. Do sự khác nhau về các tính chất từ của các thành phần riêng tạo nên hỗn hợp, một vài thành phần sẽ bị kéo ra khi có từ trường đặt vào hỗn hợp. Các thành phần khác nhau trong hỗn hợp còn lại theo ý muốn. Nam châm siêu dẫn nhiệt độ cao có nhiều khả năng ứng dụng cho công nghệ này như: tách chiết sunfurơ từ than đá, tách chiết các tạp chất từ các khoáng vật hoặc tách chiết các mảnh kim loại trong lòng đất, trong các thiên thạch v.v…Có thể sử dụng phương pháp tách từ cho sự tái chế và làm sạch nước thải, các hóa chất và tách lọc khí đốt. Phương pháp này cho giá thành rẻ, kích thước thiết bị rất nhỏ và từ trường của các chất siêu dẫn rất cao làm cho nó có khả năng hút hoặc đẩy tạp chất rất mạnh khi sử dụng.

3.2.4. Các giá đỡ từ.

Các giá đỡ từ siêu dẫn thường sử dụng vật liệu siêu dẫn nhiệt độ cao hoạt động ở nhiệt độ 77K. Cơ cấu chuyển động không ma sát được nâng từ bởi các giá siêu dẫn dựa trên hiệu ứng Meissner. Ví dụ về hiệu ứng nâng từ là một rotor nặng 2,4kg có thể quay trên một giá đỡ từ làm bằng vật liệu YBCO với vận tốc 30000 vòng/phút.

3.2.5. Các màn chắn từ.

Các vật liệu siêu dẫn nhiệt độ cao cũng được ứng dụng làm các chắn từ. Tuy nhiên để hoạt động ở các nhiệt độ cao (77K) thì ở từ trường tới hạn có thể che chắn chỉ vài trăm Oe.

3.3. Ứng dụng hiệu ứng lượng tử: Điện tử học siêu dẫn.

3.3.1. Cảm biến đo từ thông ba chiều (Three Dimensinal Flux Sensors)

Một lĩnh vực ứng dụng quan trọng khác của các chất siêu dẫn đã có từ thời kỳ “nhiệt độ thấp” là các dụng cụ đo chính xác. Đặc biệt trên cơ sở khám phá của B.Josephson năm 1962 về hiệu ứng mang tên ông (dòng siêu dẫn có thể “chui qua” một lớp điện môi mỏng để phát ra sóng điện từ). Trong các từ kế phổ thông, người ta sử dụng 2 cuộn dây thu tín hiệu đối xứng nhau, gọi là cặp cuộn dây pick-up (pick- up coil) – hệ 2 cuộn dây đối xứng nhau, cuốn ngược chiều trên lõi là một vật liệu từ mềm. Để tăng độ nhạy cho từ kế, người ta thay cuộn dây thu tín hiệu bằng thiết bị giao thoa kế lượng tử siêu dẫn (superconducting quantum interference device – SQUID), là một lớp tiếp xúc chui hầm Josephson có thể đo các lượng tử từ thông. Do đó, độ nhạy của thiết bị được tăng lên rất nhiều. Người ta đã dùng những cuộn dây siêu dẫn (hoạt động ở nhiệt độ thấp) để tạo ra từ trường cực lớn ổn định. Ngày nay, hệ siêu dẫn nhiệt độ cao SQUID YBCO có thể sử dụng cho việc đo từ thông ba chiều. Việc thay thế này nâng cao chất lượng và hạ giá thành sản phẩm.

Lợi ích của thiết bị này là định vị sự tăng cường từ thông trong cấu trúc cụ thể. Ví dụ để phát hiện những thăng giáng từ trường trong não người, những thăng giáng này bắt nguồn từ các quá trình phóng điện có liên quan (hiện tượng động kinh).

3.3.2. Thiết bị thu phát sóng Viba

Ứng dụng tính không thấm sâu của sóng điện từ vào chất siêu dẫn (độ thấm sâu London) so với của kim loại thường để dùng trong các thiết bị tần số cao. Cùng với việc sử dụng siêu dẫn nhiệt độ cao YBCO, người ta đã chế tạo ra các bộ lọc sóng viba với hệ số phẩm chất tăng lên hàng trăm lần do điện trở bề mặt của chất siêu dẫn nhỏ hơn nhiều lần so với các kim loại thông thường (Al, Cu, Au,…). Ví dụ ở tần số 10GHz và 77K, điện trở của chất siêu dẫn YBCO là trong khi điện trở bề mặt của Cu là 13mΩ. Điều này làm giảm tổn hao của tín hiệu viba xuống lần khi thay thế chất siêu dẫn cho Cu trong bộ lọc vi sóng.

Công nghệ lọc sử dụng vật liệu siêu dẫn nhiệt độ cao (HTS) cho phép loại bỏ gần như hoàn toàn tín hiệu nhiễu và bảo toàn tín hiệu gốc. Khi sử dụng HTS, ta không cần phải thay thế thiết bị thu vô tuyến hay ăng-ten và có thể thực hiện được các cuộc gọi vốn không thể thực hiện được đối với các thiết bị thông tin hiện nay khi tăng khoảng cách và dải thông của chúng. Các hệ thống lọc đầu vào sử dụng vật liệu siêu dẫn nhiệt độ cao có tính năng độc đáo, tạo ra các cấp độ lọc cần thiết đối với các nhiễu ngoài dải sóng do các thiết bị gây nhiễu phát ra, đồng thời tăng độ nhạy của thiết bị thu lên rất nhiều đối với các tín hiệu yếu.

Vật liệu siêu dẫn có tính năng hơn hẳn các vật liệu thông thường bởi điện trở của chúng nhỏ hơn rất nhiều (bằng 0 với dòng điện một chiều). Tuy nhiên, vật liệu siêu dẫn phải được làm lạnh mới có thể đạt được đặc tính này. Mặc dù công nghệ HTS còn khá mới mẻ song đã chứng tỏ tính khả thi của nó, đã có hơn 1.000 trạm thông tin vô tuyến thành phần đang sử dụng. Các bộ lọc HTS đã được trang bị trên các tàu hải quân, máy bay và hàng ngày đang được sử dụng để hỗ trợ cho hoạt động của các cơ quan tình báo và các cơ quan hành pháp. Việc cải tiến công nghệ trong các thiết bị làm lạnh và vật liệu HTS sẽ tạo ra các hệ thống nhỏ hơn, có nhiều bộ lọc hơn.

Ứng dụng đặc biệt sử dụng bộ lọc kiểu này trong hệ thu phát sóng điện thoại di động ngày nay đã được một số nước công nghiệp triển khai để tăng chất lượng dịch vụ phục vụ khách hàng. Ở đây độ nhạy và tính lọc lựa tăng lên đáng kể.

Ngoài ra, người ta cũng chế tạo các cần ăng-ten siêu nhỏ bằng chất siêu dẫn và đưa vào sử dụng. Ăng-ten làm bằng chất siêu dẫn nhiệt độ cao có kích thước chỉ bằng 5% kích thước các loại ăng-ten thông dụng. Ăng-ten mini này làm việc theo nguyên lý mạch xuyên ngầm và có độ nhạy gấp 20 lần các loại ăng-ten khác. Ví dụ ăng-ten siêu dẫn nhiệt độ cao có độ dài 2,6 inch có thể thay cho ăng-ten thông thường có độ dài 52 inch sử dụng để bắt tần số FM.

3.3.3. Thiết bị dò sóng milimet (Milimet waves delector).

Sử dụng tiếp xúc Josephon trên các màng mỏng siêu dẫn YBCO đã thành công trong việc chế tạo thiết bị bắt sóng milimet, điều này rất khó thực hiện được bằng các công cụ bán dẫn thông thường. Từ các nguồn nhiệt thấp bức xạ các sóng milimet, thiết bị dò bằng màng mỏng YBCO có thể phát hiện và định vị các bộ phận bị sai hỏng trong không gian ba chiều. Đó là các vùng có nhiệt độ thấp hơn so với các bộ phận bình thường xung quanh nó.

3.3.4. Máy phát sóng tần số Terahertz (THz).

Các bức xạ điện từ ở dải tần THz (10¹² Hz) có thể đem lại những ứng dụng hết sức to lớn, từ việc phát hiện các chất nổ cho đến chẩn đoán, điều trị ung thư. Nhưng trở ngại giữa khoảng cách từ các sóng vi ba (microwave) cho đến hồng ngoại (bức xạ THz) nên không dễ dàng vượt qua bởi các bức xạ THz rất khó sinh ra do tần số của chúng quá cao đối với các linh kiện phát dựa trên vật liệu bán dẫn, nhưng lại quá thấp để có thể tạo ra nhờ các máy laser chất rắn. Gần đây, các nhà nghiên cứu Hoa Kỳ, Thổ Nhĩ Kì và Nhật Bản đã chỉ ra có thể giải quyết vấn đề này bằng cách khai thác lớp tiếp xúc Josephson trong các vật liệu siêu dẫn nhiệt độ cao.

Lớp tiếp xúc Josephson được cấu tạo bởi hai lớp vật liệu siêu dẫn ngăn cách bởi một lớp điện môi mỏng như là một trong những điển hình về hiệu ứng đường hầm lượng tử.

Ulrich Welp (thuộc Phòng thí nghiệm Quốc gia Argone, Hoa Kỳ) cùng cộng sự đã khẳng định hai vấn đề trên đều có thể giải quyết bằng cách sử dụng vật liệu siêu dẫn nhiệt độ cao. Khác vật liệu siêu dẫn nhiệt độ thấp, các chất siêu dẫn nhiệt độ cao không cần phải tạo ra trong lớp tiếp xúc Josephson bởi vì chúng đã tự nhiên chứa một lượng chất ở khắp nơi trong các cấu trúc lớp đơn nhất. Và đồng thời chúng cũng có khe năng lượng tương đối lớn đủ để có thể phát các bức xạ trong dải sóng THz.

Quan trọng hơn, nhóm của Welp đã phát hiện ra một cách rất đơn giản để đồng bộ hóa các bức xạ (pha của các sóng phát nội tại từ các lớp tiếp xúc Josephson trong các vật liệu siêu dẫn nhiệt độ cao) để có thể tạo ra công suất phát ở mức miliwatts (mW). Nhóm nghiên cứu đã sử dụng vật liệu siêu dẫn nhiệt độ cao Bi₂Sr₂CaCu₂O₈, được biết đến với tên viết tắt BSCCO với các lớp Josephson nội tại được tạo ra và sắp xếp liên tục giữa các Quan trọng hơn, nhóm của Welp đã phát hiện ra một cách rất đơn giản để đồng bộ hóa các bức xạ (pha của các sóng phát nội tại từ các lớp tiếp xúc Josephson trong các vật liệu siêu dẫn nhiệt độ cao) để có thể tạo ra công suất phát ở mức miliwatts (mW). Nhóm nghiên cứu đã sử dụng vật liệu siêu dẫn nhiệt độ cao Bi₂Sr₂CaCu₂O₈, được biết đến với tên viết tắt BSCCO với các lớp Josephson nội tại được tạo ra và sắp xếp liên tục giữa các lớp siêu dẫn CuO₂ dải các lớp điện môi BiO và SrO. Khi đặt một hiệu điện thế ngang qua mẫu BSCCO, sẽ khiến cho các lớp này phát ra bức xạ điện từ ở một tần số nhất định nhưng không kết hợp về pha. Cũng giống như với laser, thủ thuật để tạo nên sự bức xạ đồng pha là thay đổi hiệu điện thế cho đến khi nào tần số phát ra tương ứng với tần số cộng hưởng của hốc. Tại tần số đó, điện trường sẽ tự bù trừ nhau về mặt pha và giúp cho bức xạ được đồng bộ hóa. Ban đầu chỉ có một vài lớp tiếp xúc đồng pha, nhưng sau đó hiệu ứng này được làm mạnh thêm một cách dữ dội hơn, nhờ kiểu phản hồi dẫn đến việc cả dải sóng phát ra được đồng pha.

3.3.5. Thế chuẩn (Voltage Standard).

Nhiều nước đã sản xuất các máy biến áp, đó là loại máy hoạt động nhờ tiếp xúc Josephson với tần số bức xạ chính xác. Sử dụng chất siêu dẫn nhiệt độ cao trong tiếp xúc Josephson để chế tạo làm biến áp hạ giá thành sản phẩm, chất lượng bền, độ chính xác cao và hoạt động của biến áp rộng hơn.

3.3.6. Thiết bị xử lý tín hiệu (Signal Processors).

Phát triển các máy xử lý tín hiệu tốc độ cao bằng việc sử dụng chất siêu dẫn nhiệt độ cao. Máy này hoạt động với độ nhạy gấp 50 lần các thiết bị sử lý tín hiệu thông thường.

3.3.7. Đầu dò bức xạ (Radiation Detectors)

Các chất siêu dẫn nhiệt độ cao để chế tạo các máy dò bức xạ tia cực tím và sóng micro. Máy này đạt được độ nhạy ở bậc cao nhất.

3.3.8. Công tắc quang học

Trong các hệ tin học điều khiển truyền thông tin bằng cáp quang và các máy tính quang điện thế hệ mới, người ta chế tạo và sử dụng các loại thiết bị công tắc quang học tư chát siêu dẫn nhiệt độ cao. Các công tắc nhỏ, nhẹ, điều khiển chính xác, bền và có độ nhạy cao. thời gian điều khiển cực nhanh.

PHẦN 3: KẾT LUẬN

Đề tài “Hiện siêu dẫn nhiệt độ cao” được thực hiện với mong muốn được nâng cao hiểu biết về hiện tượng siêu dẫn, nhanh chóng tiếp cận với những kiến thức và những ứng dụng mới lạ của hiện tượng này trong khoa học – đời sống.

Tìm ra vật liệu siêu dẫn nhiệt độ cao là một bước tiến quan trọng trong quá trình cải tiến và tìm kiếm vật liệu mới. Kể từ đó, các nhà khoa học bắt tay vào công cuộc nghiên cứu về vật liệu siêu dẫn nhiệt độ cao và đã đạt nhiều thành tựu rực rỡ. Chỉ với hai đặc trưng: không có sự mất mát năng lượng trong quá trình truyền tải điện và khả năng đẩy từ trường ra ngoài chất siêu dẫn, các vật liệu siêu dẫn đã được ứng dụng rộng rãi trong mọi ngành khoa học, công nghệ và đời sống. Nhiều nhà vật lý cho rằng, tác động của công nghệ siêu dẫn nhiệt độ cao sẽ bằng hoặc vượt xa công nghệ bóng bán dẫn và laser. Hiện nay, chúng ta chưa thể tưởng tượng được hết những tiềm năng khổng lồ trong ứng dụng của vật liệu này

Trong đề tài, chúng em có trình bày về vài nét của quá trình lịch sử phát hiện các chất siêu dẫn; một vài lý thuyết liên quan; những khái niệm, đặc điểm của hiện tượng siêu dẫn nhiệt độ cao và cuối cùng là những ứng dụng cụ thể trong khoa học – đời sống của siêu dẫn nhiệt độ cao. Đề tài có thể giúp các bạn có một cái nhìn cụ thể hơn về hiện tượng siêu dẫn, biết được những điều mới lạ, thú vị trong việc ứng dụng siêu dẫn vào công nghệ hiện đại.

Hy vọng đề tài sẽ là một tư liệu bổ ích cho các bạn sinh viên, cũng như những người đam mê khoa học có mong muốn tìm hiểu thêm về hiện tượng siêu dẫn – một vấn đề còn rất nhiều điều kỳ bí.

Lê Khắc Bình – Nguyễn Nhật Khanh, Vật lý chất rắn, Nhà xuất bản Đại

học quốc gia TP. Hồ Chí Minh, 2002.

Thân Đức Hiền, Nhập môn về siêu dẫn (Vật liệu, tính chất và ứng dụng),

Nhà xuất bản bách khoa Hà Nội, 2008.

Nguyễn Nhật Khanh, Siêu dẫn – Hiện tượng đầy bí ẩn, Nhà xuất bản giáo dục, 2000.
Nguyễn Huy Sinh, Vật lý siêu dẫn, Nhà xuất bản giáo dục, 2005.
http://www.hppc.evn.com.vn/…/160-truyn-ti-in-vi-cong-ngh-sieu-dn.html
http://www.quocphong.baodatviet.vn › … › Khoa học – Công nghệ › Khoa học 24h
http://www.khoahocviet.org › … › Vật Lý Học › Vật Lý Và Đời Sống
http://www.may-phat-dien-gia-re.blogspot.com/…/may-phat-ien-voi-chat- sieu…
http://www.hiendaihoa.com/…/su-dung-chat-sieu-dan-cho-thiet-bi-han-che…
http://www.vatlyvietnam.org › … › Vật lý chất rắn, Vật liệu, Laser.
http://www.bkeps.com/…/nhung-tien-bo-ky-thuat-trong-cong-nghe-truyentai…
http://www.vi.m.wikipedia.org/wiki/Từ_kế_mẫu_rung
http://www.khoahoc.com.vn › … › Phát minh khoa học › Thế giới
http://www.vi.wikipedia.org/wiki/Giải_Nobel_Vật_lý
http://www.thiennhien.net › Khoa học – công nghệ

Tải xuống tài liệu học tập PDF miễn phí

[sociallocker id=”19555″] Tải Xuống Tại Đây [/sociallocker]

April 5, 2019

Bài tập lớn Nhập môn cơ điện tử

Bài tập lớn Nhập môn cơ điện tử

Mọi ý kiến đóng góp xin gửi vào hòm thư: [email protected]

Kéo xuống để Tải ngay đề cương bản PDF đầy đủ: Sau “mục lục” và “bản xem trước”

(Nếu là đề cương nhiều công thức nên mọi người nên tải về để xem tránh mất công thức)

Đề cương liên quan:Bài tập lớn Quản lí dự án: An toàn lao động và môi trường xây dựng

[toc]

[pdfviewer width=”800px” height=”1000px” beta=”true/false”]http://hotroontap.com/wp-content/uploads/2019/04/B%C3%A0i-t%E1%BA%ADp-l%E1%BB%9Bn-Nh%E1%BA%ADp-m%C3%B4n-c%C6%A1-%C4%91i%E1%BB%87n-t%E1%BB%AD.pdf[/pdfviewer]

Tải ngay đề cương bản PDF tại đây: Bài tập lớn Nhập môn cơ điện tử

I. Bài tập lớn Nhập môn cơ điện tử

Nội dung chính chia làm 3 phần

Phần I : Tìm hiểu hệ thống nhân dạng phôi bằng PLC s7 – 1200 .
Phần II : Xây dựng mô hình hệ thống nhận dạng phôi (Trạm Y-0044-C).
Phần III : Tìm hiểu các thiết bị liên quan .

II. Phần I

III. Tìm hiểu hệ thống nhận dạng phôi bằng PLC S7-1200

A. Trạm thử nghiệm hệ thống nhận dạng phôi tách lọc phôi bằng PLC

1. Cấu trúc trạm Y – 0044C s7

Trong đó :

Cảm biến tiệm cận quang học
Cảm biến tiệm cận quang học
Cảm biến chiều cao (0..10V đầu ra tín hiệu tương tự)
Cảm biến quang tương phản màu sắc
Cảm biến tiệm cận từ cảm
Xi lanh đơn
DC Motors giảm tốc
Bộ phản xạ
Các kênh vật liệu

Tín hiệu hiển thị trên PLC

Tín hiệu tương tự (± 10V / 0..20mA)
Cổng RJ45 Ethernet
SB1232 board tín hiệu đầu cuối (AQ0, M)
cpu1214 đầu ra tín hiệu kỹ thuật số (8 bit + 2 bit, tổng cộng 10 bit)
Đổi CSM 1277 (4xprofinet cổng LAN)
CSM 1277 thiết bị đầu cuối cho sức mạnh (+ 24V, 0V, GND)

Đầu vào bộ nhớ

Memory (MMC) / Tùy chọn
CPU onboard bến tín hiệu analog đầu vào (AI0, AI1, M)
cpu1214c’n đầu vào tín hiệu kỹ thuật số (8 bit + 6 bit, tổng cộng 14 bit)

10 Thiết bị đầu cuối cho sức mạnh của CPU (+ 24V, 0V, GND)

2. 2. Nguyên lí hoạt động

PLC được cài đặt 2 chế độ

F1 (ngắn, trung bình , dài)

F2 (kim loại , while , black)

Bật Start lên thì tín hiệu được gửi về PLC , PLC nhận biết và làm đèn 0.0 sáng.Còn khi nhấn Stop thì đèn tín hiệu 0.1 trên PLC sẽ sáng (Thông báo cho người dùng biết PLC đang tạm dừng).

Khi đưa phôi vào một cách tự động vào băng truyền tải thì cảm biến tiệm cận (1) nhận ra có vật thể đi qua, nó sẽ gửi tín hiệu vào PLC làm đèn báo 0.3 sáng . Sau một quãng delay (đèn báo Band Rotate sáng), PLC phát xung tín hiệu điều khiển DC motors (7) làm băng tải chuyển động .

Khi có vật thể đi qua cảm biến tiệm cận quang học (2). Lúc này đèn báo 0.4 trên PLC sẽ sáng, và băng truyền dừng lại 1 quãng để cảm biến chiều cao quét rồi băng chuyền tiếp tục di chuyển. Cảm biến chiều cao (3) sẽ xác định chiều cao của phôi và truyền tín hiệu về PLC ,PLC thông báo nhận được tín hiệu qua đèn báo 0.5 .

Vật thể theo băng truyền qua Cảm biến tương phản màu sắc (4) sẽ truyền tín hiệu vào PLC . Nếu màu trắng thì đèn 0.6 không sáng, ngược lại nếu màu đen thì đèn 0.6 trên PLC sẽ sáng.

Tiếp theo cảm biến từ cảm (4) cho biết đó có phải là vật liệu kim loại hay không và gửi tín hiệu về PLC . Nếu đúng là kim loại thì đèn 0.6 sẽ sáng .

Cuối cùng , PLC xử lí và đưa ra tín hiệu tác động lên một trong ba van thủy lực và khiến 1 trong 3 xilanh đơn đẩy ra làm phôi được chọn lọc vào vị trí cần thiết trên các kênh vật liệu I, II, III. Đồng thời đèn 1,3,6 (system input ) sẽ sáng lên khi xi lanh được đẩy ra.

IV. Phần II

V. Xây dung mô hình hệ thống nhận dạng phôi

Trong đó :

Bộ điều khiển là PLC S7 1200

Cơ cấu chấp hành là Xilanh thủy lực

Thiết bị đo là cảm biến từ cảm NBB8-18GM50-E2

X là tín hiệu đầu vào ( tín hiệu điện )

Y là tín hiệu đầu ra (tín hiệu cơ )

VI. Phần III

VII. Tìm hiểu các thiết bị

A. Cơ bản về PLC s7 – 1200

PLC viết tắt của cụm từ Programmable Logic Controller là thiết bị điều khiển lập trình cho phép thực hiện linh hoạt các thực hiện các thuật toán điều khiển logic thong qua một ngôn ngữ lập trình người sử dụng có thể lập trình để thực hiện một loạt trình tự các sự kiện sẽ được sảy ra.Các sự kiện này được kích hoạt bởi tác động vào plc hoặc qua các hoạt động có trễ như thời gian định kì hay thời gian đếm . Ứng với một sự kiện nó sẽ kích hoạt On hoặc Off một vài cổng vật lí nối ra các thiết bị bên ngoài.

PLC là thiết bị gọn nhẹ , dễ dàng lập trình và sử dụng, dễ bảo quản , sửa chữa , dung lượng lưu trữ lớn, được tin cậy trong môi trường công nghiệp , giao tiếp được với máy tính qua cáp mở rộng. Thiết bị này ra đời thay thế hoàn toàn cho các Relay cổ điển trước đây.

Với sự phát triển CN PLC ngày càng có dung lượng lớn và số lượng I/O cũng nhiều hơn.

PLC s7 -1200

( Promamable logic controller ) là sự kết hợp I/O và các lựa chọn cấp nguồn , bao gồm 9 module các bộ cấp nguồn cả VAC – hoặc VDC – các bộ nguồn với sự kết hợp I/O DC hoặc Relay.

Các modul tín hiệu để mở rộng I/O và các module giao tiếp dễ dàng kết nối với các mặt của bộ điều khiển .

Tất cả các phần cứng simatic s7 1200 có thể được gắn trên DIN rail tiêu chuẩn hay trực tiếp trên bảng điều khiển , giảm được không gian và chi phí lắp đặt.

Các môdul đầu vào , đầu ra và kết hợp loại 8, 16, 32 điểm hỗ trợ các tín hiệu I/O DC ,relay và analog. S7 – 1200 được điều chỉnh mở rộng từ 10_I/O đến tối đa 284_I/O.Bộ nhớ 50kb với giới hạn dữ liệu sử dụng,1 đồng hồ thực , 16 vòng lặp PID với khả năng điều chỉnh tự động. Ngoài ra có 1 cổng giao tiếp Ethernet 10/100Mbit tích hợp giao thức Profinet cho lập trình, kết nối HMI/SCADA hay mạng lưới PLC với nhau.

Cấu trúc chung của PLC

PLC được lập trình bằng ngôn ngữ LAD ( Ladder Logic ) và nạp bằng phần mềm chuyên dụng TIA Portal Step 7 do chính hãng SIEMENS thiết kế.

Phần mềm rất thân thiện với người dùng cơ thì chỉ có các câu lệnh sau :

B. Cơ bản về Sensor

Cảm biến là thiết bị dùng để cảm nhận biến đổi các đại lượng vật lý và các đại lượng không có tính chất điện cần đo thành các đại lượng điện có thể đo và xử lý được.

Các đại lượng cần đo (m) thường không có tính chất điện (như nhiệt độ , áp xuất ,..) tác động lên cảm biến cho ta một đặc trưng (s) mang tính chất điện ( như điện tích, điện áp, dòng điện hoặc trở kháng) chứa đựng thông tin cho phép xác định giá trị đại lượng đo. Đặc trưng (s) là hàm của đại lượng cần đo(m):

S=F(m)

Phân loại cảm biến

Cảm biến chia thành nhiều dạng khác nhau

Theo nguyên lý chuyển đổi giữa đáp ứng và kích thích

Theo dạnh kích thích
Năng lượng của bộ cảm biến
Theo phạm vi sử dụng

Công nghiệp

Nghiên cứu khoa học

Môi trường, khí tượng ….

Theo thông số của mô hình mạch thay thế

Cảm biến tích cực có đầu ra là nguồn áp hoặc nguồn dòng

Cảm biến thụ động được đặc trưng bằng các thong số R, L , C , M phi tuyến hay phi tuyến.

Các đặc trưng của cảm biến

Một cảm biến được sử dụng khi đáp ứng các tiêu chí kỹ thuật xác định.

Độ nhạy: Gia số nhỏ nhất có thể phát hiện
Mức tuyến tính: Khoảng giá trị được biến đổi có hệ số biến đổi cố định
Dải biến đổi: Khoảng giá trị biến đổi sử dụng được
Ảnh hưởng ngược: Khả năng gây thay đổi môi trường
Mức nhiễu ồn: Tiếng ồn riêng và ảnh hưởng của tác nhân khác lên kết quả
Sai số xác định: Phụ thuộc độ nhạy và mức nhiễu
Độ trôi: Sự thay đổi tham số theo thời gian phục vụ hoặc thời gian tồn tại (date).
Độ trễ: Mức độ đáp ứng với thay đổi của quá trình
Độ tin cậy: Khả năng làm việc ổn định, chịu những biến động lớn của môi trường như sốc các loại
Điều kiện môi trường: Dải nhiệt độ, độ ẩm, áp suất,… làm việc được.

Có sự tương đối trong tiêu chí tùy thuộc lĩnh vực áp dụng. Các cảm biến ở các thiết bị số (digital), tức cảm biến logic, thì độ tuyến tính không có nhiều ý nghĩa.

Cảm biến được sử dụng trong Y – 0044 C

Cảm biến từ cảm (PRD Series )

(NBB8-18GM50-E2)

Nguyên lý ;

Khi 1 dây dẫn chuyển động trong từ trường không đổi , trong dây xuất hiện một suất điện tỷ lệ với từ thông cắt ngang dây trong một đơn vị thời gian .

Loại DC 2-dây

Model		PRDT12-4□O PRDT12-4□C PRDT12-4□O-V PRDT12-4□C-V PRDLT12-4□O PRDLT12-4□C PRDLT12-4□O-V PRDLT12-4□C-V PRDWT12-4□O PRDWT12-4□C PRDWT12-4□O-I PRDWT12-4□C-I PRDWT12-4□O-IV PRDWT12-4□C-IV	PRDT12-8□O PRDT12-8□C PRDT12-8□O-V PRDT12-8□C-V PRDLT12-8□O PRDLT12-8□C PRDLT12-8□O-V PRDLT12-8□C-V PRDWT12-8□O PRDWT12-8□C PRDWT12-8□O-I PRDWT12-8□C-I PRDWT12-8□O-IV PRDWT12-8□C-IV	PRDT18-7□O PRDT18-7□C PRDT18-7□O-V PRDT18-7□C-V PRDLT18-7□O PRDLT18-7□C PRDLT18-7□O-V PRDLT18-7□C-V PRDWT18-7□O PRDWT18-7□C PRDWT18-7□O-I PRDWT18-7□C-I PRDWT18-7□O-IV PRDWT18-7□C-IV PRDWLT18-7□O-IV PRDWLT18-7□C-IV	PRDT18-14□O PRDT18-14□C PRDT18-14□O-V PRDT18-14□C-V PRDLT18-14□O PRDLT18-14□C PRDLT18-14□O-V PRDLT18-14□C-V PRDWT18-14□O PRDWT18-14□C PRDWT18-14□O-I PRDWT18-14□C-I PRDWT18-14□O-IV PRDWT18-14□C-IV PRDWLT18-14□O-IV PRDWLT18-14□C-IV	PRDT30-15□O PRDT30-15□C PRDT30-15□O-V PRDT30-15□C-V PRDLT30-15□O PRDLT30-15□C PRDLT30-15□O-V PRDLT30-15□C-V PRDWT30-15□O PRDWT30-15□C PRDWT30-15□O-I PRDWT30-15□C-I PRDWT30-15□O-IV PRDWT30-15□C-IV	PRDT30-25□O PRDT30-25□C PRDT30-25□O-V PRDT30-25□C-V PRDLT30-25□O PRDLT30-25□C PRDLT30-25□O-V PRDLT30-25□C-V PRDWT30-25□O PRDWT30-25□C PRDWT30-25□O-I PRDWT30-25□C-I PRDWT30-25□O-IV PRDWT30-25□C-IV
Khoảng cách phát hiện		4mm	8mm	7mm	14mm	15mm	25mm
Độ trễ		Max. 10% Khoảng cách phát hiện
Mục tiêu phát hiện chuẩn		12x12x1mm	25x25x1 mm	20x20x1mm	40x40x1mm	45x45x1mm	75x75x1mm
		(lron)	(Iron)	(Iron)	(Iron)	(Iron)	(Iron)
Khoảng cách phát hiện		0~2.8mm	0~5.6mm	0~4.9mm	0~9.8mm	0~10.5mm	0~17.5mm
Nguồn cấp (Điện áp hoạt động)		12-24VDC
		(10-30VDC)
Dòng rò		Max. 0.6mA
Tần số đáp ứng※1		450Hz	400Hz	250Hz	200Hz	100Hz
Điện áp dư※2		Max. 3.5V (Loại không cực tính, max. 5V)
Ảnh hưởng do nhiệt độ		Max. ±10% của Khoảng cách phát hiện ở nhiệt độ môi trường 20℃
Ngõ ra điều khiển		2~100mA
Trở kháng cách ly		Min. 50MΩ (sóng kế mức 500VDC)
Độ bền điện môi		1,500VAC 50/60Hz trong 1 phút
Chấn động		Biên độ 1mm ở tần số 10~55Hz (trong 1 phút) theo mỗi phương X, Y, Z trong 2 giờ
Va chạm		500m/s² (khoảng 50G) theo mỗi phương X, Y, Z trong 3 lần
Chỉ thị		Chỉ thị hoạt động (LED màu đỏ)
Môi trường	Nhiệt độ môi trường	-25~70℃, Bảo quản: -30~80℃
	Độ ẩm môi trường	35~95%RH, Bảo quản: 35~95%RH
Mạch bảo vệ		Mạch bảo vệ đột biến điện, mạch bảo vệ nối ngược cực tính nguồn và mạch bảo vệ quá dòng
Vật liệu		Phần vỏ/ Đai ốc: Ni-ken mạ đồng, Vòng đệm: Ni-ken mạ Sắt, Bề mặt phát hiện: ABS chịu nhiệt,
		Cáp chuẩn (Đen): Poly-vinyl clo-rít (PVC), Cáp chống thấm dầu (Xám): Poly-vinyl clo-rít (PVC) chống thấm dầu
Cáp		ø4, 2-dây, 2m		ø5, 2-dây, 2m
		(Loại cáp: 300mm, giắc cắm M12), (AWG22, Đường kính lõi: 0.08mm, Số lõi: 60, Đường kính cách ly: ø1.25mm)
Chứng nhận		CE
Cấu trúc bảo vệ		IP67 (Tiêu chuẩn IEC)
Trọng lượng		PRDT:	PRDT:	PRDT:	PRDT:	PRDT:	PRDT:
		Khoảng 74g	Khoảng 72g	Khoảng 115g	Khoảng 110g	Khoảng 175g	Khoảng 180g
		PRDLT:	PRDLT:	PRDLT:	PRDLT:	PRDLT:	PRDLT:
		Khoảng 94g	Khoảng 92g	Khoảng 145g	Khoảng 140g	Khoảng 215g	Khoảng 220g
		PRDWT:	PRDWT:	PRDWT:	PRDWT:	PRDWT:	PRDWT:
		Khoảng 44g	Khoảng 42g	Khoảng 80g	Khoảng 75g	Khoảng 140g	Khoảng 145g
				PRDWLT:	PRDWLT:
				Khoảng 42g	Khoảng 105g

※1: Tần số đáp ứng là giá trị trung bình. Khi sử dụng mục tiêu phát hiện chuẩn và cài đặt độ rộng gấp 2 lần mục tiêu phát hiện chuẩn, thì khoảng cách sẽ là 1/2 của Khoảng cách phát hiện.
※2: Trước khi sử dụng loại không có cực tính, hãy kiểm tra tình trạng của thiết bị được kết nối theo điện áp dư là 5V.
※ Tên sản phẩm có ký hiệu ‘□’ dùng để chỉ chữ ‘D’ (12-24VDC), nếu là chữ ‘X’ thì là loại không có cực tính (12-24VDC).
※ Tên sản phẩm có chữ ‘V’ ở cuối cùng là chỉ dành cho loại sản phẩm có cáp được tăng cường để chống dầu.
※ Không dùng sản phẩm trong môi trường ngưng tụ hoặc đông đặc.

1. Cảm biến tương phản màu sắc

2. Cảm biến chiều cao

3. Cảm biến tiệm cận(PRCM Series)

Đặc điểm kĩ thuật PRCM12-2AO,PRCM12-2AC

C. Cơ bản về pittong thủy lực , khí nén

Đầu tiên là các khái niệm, tên gọi các bộ phận của xy lanh thủy lực. Hình vẽ dưới đây có chú thích tên gọi một số bộ phận của một xy lanh thủy lực.

Tên gọi

– Barrel: Vỏ xy lanh

– Piston: Quả piston

– Cylinder rod: Cán xy lanh

– Gland: Cổ xy lanh

– Pin eye / Clevis: Tai lắp ghép

– Ports: Đường dầu cấp vào/ra xy lanh

– Piston seal; Rod seal, Wear ring; O-ring; Wiper…: Bộ gioăng phớt làm kín

Các thông số làm việc và kich thước của xy lanh

3 thông số quan trọng nhất của một xy lanh thủy lực là: Đường kính lòng xy lanh (bore), thường được ký hiệu là D; đường kính cán (rod) – d và hành trình làm việc (stroke), tức là khoảng chạy của cán xy lanh, – s.

D và d biểu thị kích cỡ và khả năng tạo lực đẩy/kéo cho xy lanh

S biểu thị chiều dài và tầm với, khoảng làm việc của xy lanh đó.

Phân loại xy lanh thủy lực

Các xy lanh thủy lực thường được phân ra làm hai nhóm cơ bản: Xy lanh tác động một phía (một chiều) hoặc Xy lanh tác động hai phía (Xy lanh hai chiều).

Xy lanh một chiều

Xy lanh một chiều chỉ tạo ra lực đẩy một phía, thường là phía thò cần xy lanh, nhờ cấp dầu thủy lực có áp suất vào phía đuôi xy lanh. Cán xy lanh sẽ tự hồi vị nhờ tác dụng lực của bên ngoài hoặc lực đẩy lò xo bên trong. Điều dễ nhận biết nhất đối với xy lanh một chiều là nó chỉ có duy nhất một cửa cấp dầu.

Xy lanh hai chiều

Xy lanh hai chiều có thể tạo ra lực cả hai phía: Khi cán xy lanh thò ra và cả khi nó thụt vào vỏ xy lanh. Kết cấu làm kín bên trong của xy lanh hai chiều cũng phức tạp hơn xy lanh một chiều và trên thân nó phải có hai đường dầu cấp. Điều khác biệt lớn nữa là hệ thống thủy lực sử dụng xy lanh hai chiều phải có valve đổi hướng (valve phân phối) khi muốn điều khiển xy lanh này như hình vẽ dưới đây.

Các xy lanh cũng có thể phân chia theo kiểu xếp cán xy lanh: Xy lanh cán đơn một tầng hoặc xy lanh nhiều tầng (telescopic).

Xy lanh cán đơn:

Xy lanh cán đơn là loại có một đoạn cán xy lanh được gắn chặt, cùng chuyển động với quả piston. Loại xy lanh này chỉ có thể tạo ra một khoảng chuyển động nhỏ hơn chiều dài toàn thể của xy lanh, tức là khoảng làm việc của nó bị giới hạn bởi chiều dài của cán xy lanh trừ đi chiều dầy quả piston và các đoạn lắp ráp bên trong xy lanh.

Xy lanh cán đơn là loại được sử dụng phổ biến và có các ứng dụng rộng rãi. Phần lớn nó có kết cấu để cán xy lanh thò ra ở một phía của xy lanh. Một số xy lanh có kết cấu với cán xy lanh ở hai phía quả piston (được gọi là Double rod end cylinders). Khi một phía cán xy lanh thò thì cán phía bên kia sẽ “thụt” vào trong vỏ xy lanh.

Xy lanh nhiều tầng

Xy lanh nhiều tầng hay Telescopic thường có 2-3-4 hoặc có khi lên đến 6 tầng. Nó bao gồm một vỏ xy lanh và nhiều ống cần được xếp lồng với nhau. Kết cấu dạng này làm cho xy lanh có thể duỗi dài hành trình dài hơn rất nhiều kích thước cơ sở của xy lanh khi rút hết cán vào. Điều này tạo ra khả năng thiết kế các chi tiết, kết cấu máy gọn gang rất nhiều. Tuy nhiên xy lanh nhiều tầng có giá thành cao hơn nhiều so với xy lanh đơn.

Xy lanh nhiều tầng cũng có hai loại kết cấu: Xy lanh một chiều và Xy lanh hai chiều; Tuy nhiên loại xy lanh hai chiều có kết cấu rất phức tạp và đòi hỏi các thiết kế đặc biệt để ngăn ngừa các rủi ro.

Cũng có một cách phân loại xy lanh thủy lực theo kết cấu với hai loại là xy lanh hàn và xy lanh lắp ghép bằng gu-rông (Tie Rod cylinder).

Xy lanh ghép gu-rông:

Loại xy lanh này được lắp ghép và giữ cố định bởi 4 thanh gu-rông thép cường độ cao khóa ren xuyên suốt giữ các bộ phận từ hai đầu nắp xy lanh (Với các xy lanh có đường kính lớn có thể có đến 20 thanh gu-rông giữ). Kết cấu xy lanh dạng này giúp cho việc tháo lắp, service các xy lanh được dễ dàng và cũng dễ chế tạo từ các bộ phận tiêu chuẩn. Xy lanh loại này thường được sử dụng trong các ứng dụng công nghiệp.

Xy lanh kết cấu hàn

Đầu xy lanh loại này được hàn với ống xy lanh giúp xy lanh có kết cấu cứng vững thích hợp với các chế độ làm việc nặng trên các thiết bị thi công cơ giới hoặc công nghiệp năng

Xilanh được dùng trong Y 0044 C

MAL , MSAL , MTAL , MALJ , MALD Series

Xy lanh tròn , 1 chiều

Nhiệt độ chịu được : – 5⁰~ 70⁰ C

Áp suất chịu được : 1 ~ 10 Bar ( kg/cm²)

PittôngØ : 20 ; 25 ; 32 ; 40

Hành trình : 5mm —> 500mm

D. Động cơ DC Chạy băng chuyền

Max 24 VDC , 3W, Made in Italia , tốc độ 75RPM

Tải xuống tài liệu học tập PDF miễn phí

[sociallocker id=”19555″] Tải Xuống Tại Đây [/sociallocker]

April 5, 2019

BÀI TẬP LỚN NGUYÊN LÝ MÁY 2019
BÀI TẬP LỚN NGUYÊN LÝ MÁY 2019

Mọi ý kiến đóng góp xin gửi vào hòm thư: [email protected]

Kéo xuống để Tải ngay đề cương bản PDF đầy đủ: Sau “mục lục” và “bản xem trước”

(Nếu là đề cương nhiều công thức nên mọi người nên tải về để xem tránh mất công thức)

Đề cương liên quan:Bài tập lớn Kỹ thuật hệ thống trong Công nghệ hóa học Phân tích và tổng hợp hệ thống công nghệ hóa học trên cơ sở nhiệt động học (Exergy)

[toc]

[pdfviewer width=”800px” height=”1000px” beta=”true/false”]http://hotroontap.com/wp-content/uploads/2019/04/B%C3%80I-T%E1%BA%ACP-L%E1%BB%9AN-NGUY%C3%8AN-L%C3%9D-M%C3%81Y-2019.pdf[/pdfviewer]

Tải ngay đề cương bản PDF tại đây: BÀI TẬP LỚN NGUYÊN LÝ MÁY 2019

BÀI TẬP LỚN NGUYÊN LÝ MÁY

ĐỀ SỐ II.

Cho cơ cấu động cơ hai xy lanh kiểu chữ V như hình vẽ.
- Hành trình piston C: H_C = 180mm.
- Góc giữa hai phương trượt: a = 60^o. (Hai phương trượt của piston đối xứng qua đường thẳng đứng).
- Tỉ số: = 3,6 ; = 0,9 ; = 2,0
- Góc giữa BD và BC: b = 55^o.
- Vị trí khâu dẫn: j₁ = phương án số X.10 độ.
- Vận tốc góc khâu dẫn: w₁ = 20 rad/s (= hằng số)
- Khối lượng các khâu: m₁ » 0; m₂ = 5kg; m₄ = 3kg; m₃ = m₅ = 2kg.
- Vị trí trọng tâm các khâu: l_BS2 = l_CS2; l_DS4 = l_ES4;
trọng tâm khâu 3 tại C, trọng tâm khâu 5 tại E.
- Mô men quán tính các khâu: J_S2= 0,05kgm²; J_S4 = 0,01kgm².
- Lực cản: F_C = 500N; F_E = 1000N.
1. Vẽ họa đồ vận tốc, gia tốc để xác định vận tốc, gia tốc của các piston.
2. Xác định áp lực khớp động ở tất cả các khớp động.
3. Xác định lực cân bằng (đặt tại điểm giữa khâu AB) trên khâu dẫn bằng hai phương pháp, so sánh kết quả.
YÊU CẦU
1. Tất cả hình vẽ (họa đồ cơ cấu, vận tốc, gia tốc, họa đồ lực, tách khâu đặt các lực,…) trình bày trên một tờ giấy vẽ A2; các ký hiệu, đường nét, chữ viết…đúng tiêu chuẩn vẽ kỹ thuật. Phải ghi tên và tỉ lệ xích cho từng hình vẽ.
2. Chọn tỉ lệ xích các hình vẽ theo tỉ lệ xích tay quay.
Phải thu gọn lực quán tính.
1. Một bản thuyết minh khoảng từ 8 đến 10 trang giấy A4, trình bày toàn bộ phần tính toán. Trong phần thuyết minh này ghi rõ ràng, ngắn gọn, đầy đủ phần lý thuyết theo trình tự thực hiện và kết quả theo trình tự đó.
2. Nộp bản thuyết minh + bản vẽ (bản in + file vào e-mail: [email protected]).
HƯỚNG DẪN
1. Vẽ họa đồ cơ cấu với kích thước đã cho.
(nhận thấy hành trình piston C: H_C = 2l_AB)
1. Vẽ họa đồ vận tốc, gia tốc để xác định vận tốc, gia tốc các piston; vận tốc, gia tốc các điểm trọng tâm các khâu; vận tốc góc, gia tốc góc các khâu.
2. Tính và thu gọn lực quán tính các khâu.
3. Tách các khâu, đặt áp lực khớp động và các lực (kể cả lực quán tính). Xác định áp lực khớp động ở tất cả các khớp.
4. Xác định lực cân bằng đặt trên khâu dẫn bằng hai phương pháp (phân tích lực và áp dụng định lý Ju-cốp-sky) và so sánh kết quả (tính sai số tương đối bằng tỉ lệ phần trăm).
Tải xuống tài liệu học tập PDF miễn phí
[sociallocker id=”19555″] Tải Xuống Tại Đây [/sociallocker]
April 5, 2019
Bài tập lớn Kỹ thuật hệ thống trong Công nghệ hóa học Phân tích và tổng hợp hệ thống công nghệ hóa học trên cơ sở nhiệt động học (Exergy)
Bài tập lớn Kỹ thuật hệ thống trong Công nghệ hóa học Phân tích và tổng hợp hệ thống công nghệ hóa học trên cơ sở nhiệt động học (Exergy)

Mọi ý kiến đóng góp xin gửi vào hòm thư: [email protected]

Kéo xuống để Tải ngay đề cương bản PDF đầy đủ: Sau “mục lục” và “bản xem trước”

(Nếu là đề cương nhiều công thức nên mọi người nên tải về để xem tránh mất công thức)

Đề cương liên quan:Bài tập lớn Kế hoạch khởi sự doanh nghiệp Thành lập công ty vận tải song trường với dòng sản phẩm là dịch vụ vận tải hàng hóa đông lạnh

[toc]

[pdfviewer width=”800px” height=”1000px” beta=”true/false”]http://hotroontap.com/wp-content/uploads/2019/04/B%C3%A0i-t%E1%BA%ADp-l%E1%BB%9Bn-K%E1%BB%B9-thu%E1%BA%ADt-h%E1%BB%87-th%E1%BB%91ng-trong-C%C3%B4ng-ngh%E1%BB%87-h%C3%B3a-h%E1%BB%8Dc-Ph%C3%A2n-t%C3%ADch-v%C3%A0-t%E1%BB%95ng-h%E1%BB%A3p-h%E1%BB%87-th%E1%BB%91ng-c%C3%B4ng-ngh%E1%BB%87-h%C3%B3a-h%E1%BB%8Dc-tr%C3%AAn-c%C6%A1-s%E1%BB%9F-nhi%E1%BB%87t-%C4%91%E1%BB%99ng-h%E1%BB%8Dc-Exergy.pdf[/pdfviewer]

Tải ngay đề cương bản PDF tại đây: Bài tập lớn Kỹ thuật hệ thống trong Công nghệ hóa học Phân tích và tổng hợp hệ thống công nghệ hóa học trên cơ sở nhiệt động học (Exergy)

Bài tập lớn Kỹ thuật hệ thống trong Công nghệ hóa học: Phân tích và tổng hợp hệ thống công nghệ hóa học trên cơ sở nhiệt động học (Exergy)

1. Giới thiệu

Ngành công nghiệp xi măng là một ngành tiêu hao rất nhiều năng lượng. Để sản xuất ra một tấn clinker theo công nghệ lò nung tiên tiến phải tiêu tốn 730.000-800.000 kcal tương đương với 110-120kg than tiêu chuẩn, đồng thời thải ra ngoài không khí lương khí thải rất lớn, khoảng 2500-2800 m³ ở nhiệt độ từ 350-380^oC với nồng độ bụi trung bình 50mg/Nm³ gây hiệu ứng nhà kính, ô nhiễm môi trường. Vì vậy cần phải tối ưu hóa hoặc thiết kế lại quá trình này để nâng cao hiệu quả của nó.

Năng lượng đưa vào quá trình khá cao, lên tới 3.22GJ/t nên việc tiến hành phân tích exergy là một quá trình quan trọng. Theo đánh giá của OECD năm 2000 thì giá trị thực nghiệm tốt nhất trong khoảng 2.9-3.2 GJ/t. So với giá trị tính toán được thì khá là phù hợp. Trong hầu hết các đơn vị sản xuất xi măng, chi phí năng lượng chiếm hơn 25 % tổng chi phí sản xuất. Các khái niệm về exergy là rất hữu ích trong việc xác định công việc mà phải được cung cấp cho hệ thống để loại bỏ nó từ trạng thái cân bằng. Exergy cũng có thể trở thành một thước đo của công việc tối thiểu cần thiết để sản xuất hàng hóa và có thể được sử dụng để đánh giá chuyển đổi và sử dụng năng lượng cho các hệ thống sản xuất và nền kinh tế quốc gia.

2. Mô tả hệ thống

Hệ thống công nghệ có các operator công nghệ chính như operator công nghệ trộn để trộn nguyên liệu than và đất sét, thạch cao và phụ gia. Operator biến đổi hóa học như các thiết bị nung clinker…và nhiều operator công nghệ khác.

Sản xuất xi măng bao gồm các giai đoạn sau:
- Khai thác và vận chuyển đá vôi:
Đá vôi được khai thác theo phương pháp cắt tầng bằng nổ mìn sau đó dùng xe ủi hạng lớn ủi xuống chân núi, dưới chân núi máy xúc công suất lớn xúc đá lên xe tải, băng tải xích chuyển về máy đập đá. Đá sau đập có kích thước cực đại cỡ 15 mm, Qua hệ thống băng tải cao su vận chuyển vào cầu rải (cầu rải có khả năng tịnh tiến đồng thời ngang và dọc). Đồng thời với quá trình này thì đá vôi được vận chuyển về kho đồng nhất sơ bộ.
- Công đoạn dập và vận chuyển đá sét
Cũng như đá vôi đá sét có kích thước nhỏ hơn 1000mm được máy xúc đổ lên xe Koockum tự đổ vận chuyển vào phễu tiếp liệu, nhờ băng tải xích đá sét đi vào máy đập kiểu va đập đàn hồi, đập sơ bộ xuống cỡ nhỏ hơn 75mm. Sau đó đá sét được băng tải cao su vận chuyển tới máy cán hai trục để đập lần 2 xuống kích thước còn nhỏ hơn 25mm. Sau khi cán đá sét được hệ thống băng tải cao su vận chuyển về kho đồng nhất sơ bộ.
- Kho đồng nhất sơ bộ
Đá vôi và đá sét được xếp vào kho thành 2 đống mỗi loại, và đổ vào kho bằng 4 cầu rải. Cầu sẽ rải liệu thành từng luống ở cả lượt đi và lượt về (có từ 8 đến 29 luống). ở đây cũng có 2 hệ thống gầu xúc, khoảng 20 gầu, dùng để xúc liệu từ kho đồng nhất lên hệ thống cân định lượng tự động Đôsimat, định đúng khối lượng cần thiết theo tỉ lệ cân từ băng tải chung chuyển đá tới cổ tiếp liệu cho máy sấy nghiền nguyên liệu.

Nguyên tắc làm việc của kho là khi đống này được đổ thì đống kia đang được xúc.
- Công đoạn nghiền liệu
Liệu sau khi đồng nhất sơ bộ được đưa vào máy nghiền nguyên liệu, đồng thời với quá trình này, xỉ cũng được tháo ra từ các kết quả cân định lượng đổ vào băng tải chung và cùng đổ vào cổ tiếp liệu và vào máy sấy nghiền. Liệu được nghiền bằng máy nghiền bi. Liệu từ máy nghiền, qua gầu nâng lên hệ thống phân ly để sàng, những hạt không đạt yêu cầu đưa trở về máy nghiền qua cân hồi lưu. Còn những hạt qua sàng có độ mịn đạt yêu cầu thì được không khí thổi lên silô lắng.
- Công đoạn đồng nhất liệu
Liệu ở cyclone lắng được tháo vào si lô theo kiểu tháo chéo (đây cũng là một bước sơ bộ nữa). Silô gồm 2 tầng, đáy silô có hệ thống máy nén khí – sục khí vào trong silô để đồng nhất phối liệu và tạo sự linh động cho phối liệu khi tháo sẽ dễ dàng. Khi khởi động công đoạn này một trong hai silô đã được nạp đến một nửa. Sau đó liệu được nạp vào từng silô theo những khoảng thời gian đặt trước. Khi liệu đã được điền đầy một trong hai silô thì tháo từ silô đầy xuống silô chứa bên dưới theo nguyên tắc silô đang tháo sẽ không được nạp còn silô đang nạp sẽ không được tháo. Mỗi silô đều có các thiết bị đo mức và báo mức đầy đên trung tâm điều khiển về tình trạng của tầng silô.
- Công đoạn nung Clinker
Trước khi liệu đưa vào lò nung, phải qua tháp sấy 5 tầng. Với tháp sấy 5 tầng gồm 5 silô đồng nhất, mỗi sillo được chia thành 2 tầng: tầng 1 dùng để đồng nhất tầng 2 dùng để chứa bột liệu. Liệu có thể được tháo từ tầng1 của Silo thứ nhất sang tầng 2 của Silo thứ 2 hoặc có thể tháo trực tiếp xuống tầng 1 của silô đó. Liệu được sấy sơ bộ đến gần 1000 C trước khi đi vào lò nung.

Nhiên liệu để nung là bột than đựoc phun ở áp suất cao dưới dạng mù. Dòng khí nóng đi ngược từ đáy lò đến đỉnh lò. Liệu từ két chứa được đi xuống, liệu đi vào lò nhiệt độ tăng dần làm các phản ứng pha rắn xảy ra và được kết khối ở 1300 C đến 1450 C tạo thành Clinker.
- Công đoạn vận chuyển Clinker
Clinker ra khỏi lò có nhiệt độ khá cao được làm nguội qua hệ thống làm mát đến nhiệt độ khoảng 120 C.

Đối với dây truyền 1: Hệ thống làm mát là các hệ thống lò quay con

Đối với dây truyền 2 : Hệ thống làm mát là bằng hệ thống giàn ghi.

Clinker được ủ từ 7 đến 15 ngày trước khi tháo cùng phụ gia + thạch cao vào máy nghiền xi măng.
- Công đoạn nghiền xi măng
Clinker, thạch cao và phụ gia sau khi đồng nhất được cho vào máy nghiền xi măng để tạo ra sản phẩm xi măng. Thành phần Clinker , thạch cao, phụ gia được điều chỉnh để đạt được chất lượng xi măng theo yêu cầu. Máy nghiền xi măng là máy nghiền kiểu bi đạn. Để đảm bảo nhiệt độ của xi măng, trong khi nghiền nước được phun vào dưới dạng sương mù ở áp suất cao.

Xi măng ra khỏi máy nghiền được đưa qua hệ thống phân ly. Tại đây có sự sàng lọc. Nếu hạt xi măng quá to thì được thu hồi trở lại đầu máy nghiền. Nếu xi măng đạt tiêu chuẩn thì được đưa về kho chứa. Nếu xi măng quá nhỏ thì được thu hồi bởi hệ thống lọc bụi.
- Công đoạn đóng bao
Xi măng từ Silô chứa được vận chuyển bằng vít tải, gầu xúc và băng tải tới phân xưởng đóng bao. Tại đây có 5 Silô chứa, ở các Silô chứa này xi măng được sục liên tục nhờ các máy nén khí để đồng nhất lần cuối trước khi đưa đến các máy đóng bao hoặc đưa đến cầu cảng để xuất xi măng rời.

     3.            Phân tích Exergy trong sản xuất xi măng

3.1.     Phương trình được sử dụng trong phân tích exergy trên hệ thống sản xuất xi măng và bê tông

Định lượng dòng đầu vào và đầu ra sẽ dẫn đến rất nhiều thông số kỹ thuật để phan tích exergetic. Các yếu tố đầu vào (nguyên liệu và năng lượng) và đầu ra (khi thải) để sản xuất 1 tấn xi măng được rất sẽ minh họa trong hinh 2.

Lượng đầu vào của cac nhiên liệu khác nhau được chỉ ra rất rõ trong hình, cũng bao gồm đầu vào và đầu ra cho qua trinh sản xuất bê tông. Năng lượng đầu vào ở các dạng khác nhau. Nhiên liệu rắn, chủ yếu là than đá đóng góp 57,6%, đóng vai trò là nguồn năng lượng cung cấp lớn nhất. Nhiên liệu lỏng, dầu nặng và dầu diesel chiếm 35,95%.Trong khi điện và khí propan tạo thành hai loại nhiên liệu khác tương ứng với 6,42% và 0,002%.

Một phần của dầu nhiên liệu nặng được sử dụng để gia nhiệt trước cho lò nung, trong khi phần còn lại được sử dụng cho nhu cầu về nhiệt trong nhà máy.Các động cơ diesel được sử dụng cho việc vận chuyển nguyên vật liệu và các nhiên liệu khác,Ngoài ra, điện được sử dụng cho hoạt động của các bộ phận điện tử của nhà máy.Chẳng hạn như để vận chuyển, và propan được sử dụng trong quá trình sản xuất clinker.Tiêu thụ năng lượng lớn nhất trong hệ thống là quá trình sản xuất clinker, chiếm tới 59,6% tổng nhu cầu năng lượng. Đây là một kết quả mong đợi kể từ khi nâng nhiệt độ clinker lên 1450 độ C. Phần còn lại của năng lượng được dùng cho các đơn vị còn lại trong nhà máy sản xuất.

Định nghĩa Exergy:ta chỉ có thể biến đổi 1 phần của năng lượng nhiệt thành công trong quá trình thuận nghịch,và Exergy(j/kg) là năng lượng mà có thể biến đổi hoàn toàn thành công trong quá trình thuận nghịch

Biểu thức toán học:

Trong đó:                 U là năng lượng nội bộ

P là áp suất

T là nhiệt độ

S là entropy

i là thế hóa học

và n_i là số mol của cấu tử i

Exergy có trong một hệ thống tại một điều kiện nhất định là công hữu ích tối đa có thể thu được từ hệ thống. công thực hiện trong một quá trình phụ thuộc vào trạng thái ban đầu, trạng thái cuối cùng, và vào quá trình.

Trong phân tích exergy, trạng thái ban đầu được xác định, và do đó nó không phải là một biến.

Exergy của các vật liệu khác nhau được cho trước, sự cân bằng exergy của quá trình trở thành phương tiện trong việc tính toán mất mát exergy và hiệu suất exergy của quá trình. Sự cân bằng exergy có thể được mô tả (hình 3) theo phương trình:

Tổn thất exergy chủ yếu do quá trình là không thuận nghịch và exergy trong chất thải bao gồm: chất thải rắn và lỏng, và khí thải.

Exergy hữu ích là exergy của sản phẩm. Điều này có thể được tính từ phương trình cân bằng exergy:

Hiệu quả của quá trình được xác định từ % của exergy hữu ích trên tổng số exergy đầu vào:

% tổn thất exergy, được định nghĩa như năng lượng và có thể được tính như sau:

Trong sản xuất xi măng coi như chỉ có một sản phẩm duy nhất nên phương trình này có thể được áp dụng.

Exergy vật lý của một dòng nhất định được đưa ra bởi các phương trình sau:

Nếu nhiệt của dòng được biết đến là Cp (T) thì phương trình sau đây được sử dụng:

Mix exergy: các exergy trộn của một dòng khí nơi mà tất cả các thành phần của nó có thể được coi là khí lý tưởng được đưa ra bởi các phương trình (Koroneos et al, 2003.):

Exergy trộn của khí đốt có các thành phần dễ cháy có thể cho bởi phương trình sau đây:

Exergy hóa học: exergy hóa học của chất là tối đa, công hữu ích có thể được sinh ra bởi quá trình cân bằng vật lý và hóa học của chất với môi trường xung quanh. Exergy hóa học của chất có thể tính bằng phương trình sau đây:

Exergy hóa học của các chất tham gia vào phản ứng :

có liên quan đến năng lượng tự do Gibbs của phản ứng bởi phương trình:

Exergy hóa học của các chất được cho trong bảng và exergy hóa học của một dòng khí với N thành phần được đưa ra:

Tổng exergy của một dòng là:

Exergy nhiệt:

Hiệu suất exergy :

Định lượng dòng đầu vào và đầu ra sẽ dẫn đến rất nhiều thông số kỹ thuật để phan tích exergetic. Các yếu tố đầu vào (nguyên liệu và năng lượng) và đầu ra (khi thải) để sản xuất 1 tấn xi măng được rất sẽ minh họa trong hinh 2.

Lượng đầu vào của cac nhien liệu khác nhau được chỉ ra rất rõ trong hình, cũng bao gồm đầu vào và đầu ra cho qua trinh sản xuất bê tông. Năng lượng đầu vào ở các dạng khác nhau. Nhiên liệu rắn, chủ yếu là than đá đóng góp 57,6%, đóng vai trò là nguồn năng lượng cung cấp lớn nhất. Nhiên liệu lỏng, dầu nặng và dầu diesel chiếm 35,95%.Trong khi điện và khí propan tạo thành hai loại nhiên liệu khác tương ứng với 6,42% và 0,002%.

Một phần của dầu nhiên liệu nặng được sử dụng để gia nhiệt trước cho lò nung, trong khi phần còn lại được sử dụng cho nhu cầu về nhiệt trong nhà máy.Các động cơ diesel được sử dụng cho việc vận chuyển nguyên vật liệu và các nhiên liệu khác,Ngoài ra, điện được sử dụng cho hoạt động của các bộ phận điện tử của nhà máy.Chẳng hạn như để vận chuyển, và propan được sử dụng trong quá trình sản xuất clinker.Tiêu thụ năng lượng lớn nhất trong hệ thống là quá trình sản xuất clinker, chiếm tới 59,6% tổng nhu cầu năng lượng. Đây là một kết quả mong đợi kể từ khi nâng nhiệt độ clinker lên 1450 độ C. Phần còn lại của năng lượng được dùng cho các đơn vị còn lại trong nhà máy sản xuất.

3.2.      Exergy hóa học của quá trình nung

Nguyên liệu đầu vào cho lò nung có chứa 75% đá vôi, 25% thạch diệp anh.

Phản ứng hóa học xảy ra trong quá trình nung :

Thành phần của sản phẩm thu được sau quá trình nung có trong bảng sau:

Lượng năng lượng cần thiết cho quá trình nung và lượng exergy tích lũy trong mỗi kg clinker được tính như sau:

Như vậy, với phần năng lượng cung cấp cho quá trình nung, chỉ có khoảng 73,2% là có thể sinh công. Phần năng lượng còn lại do làm nóng thiết bị, làm nóng nguyên liệu và mất mát ra ngoài môi trường.

3.3.      Exergy hóa học của nhiên liệu.

Quá trình nung clinker là quá trình tiêu tốn nhiều năng lượng nhất trong toàn bộ dây chuyền sản xuất xi măng, chiếm tới 59.6% tổng nhu cầu năng lượng. Nhiên liệu cho quá trình nung clinker chủ yếu là than cốc và dầu FO nặng. Propan chiếm tỉ lệ rất nhỏ.Thành phần của các loại nhiên liệu được cho trong bảng dưới đây:

Exergy hóa học của nhiên liệu được tính như sau:

Đối với than cốc:

Đối với dầu FO nặng:

Trong đó:

x_H, x_C, x_O, x_N, x_S: phần khối lượng của các nguyên tố H, C, O, N có trong nhiên liệu.

Kết quả tính toán được cho trong bảng sau:

Hiệu quả của quá trình được xác định từ % của exergy hữu ích trên tổng số exergy đầu vào:

Tổn thất exergy, được định nghĩa như năng lượng và có thể được tính như sau:

Dựa trên kết quả tính toán theo bảng số liệu trên, hiệu quả của quá trình đạt 50.2%.

Như vậy, điều này hoàn toàn tuân theo nguyên lí thứ II của nhiệt động học: Công có thể biến đổi hoàn toàn thành nhiệt, nhưng nhiệt không thể biến đổi thành công.

      4.            Exergy và tổn thất năng lượng

Sơ đồ dòng của quá trình sản xuất clinker với các dòng nhiệt được mô tả chính xác trong hình 4. Việc đánh giá các giá trị của năng lượng và năng lượng được sử dụng trong hệ thống được thực hiện qua sự phân tích dòng vào và dòng ra. Năng lượng đầu vào và exergy của các dòng khác nhau của quá trình sản xuất clinker tính trên mỗi kg clinker sản xuất ra được thể hiện trong bảng 4. Dựa theo bảng 4, có thể xây dựng sơ đồ Sankey biểu diễn năng lượng và exergy. Các sơ đồ (hình 5 và hình 6) là một ví dụ điển hình của exergy và cân bằng entanpy và của exergy hữu ích hay mất mát trong quá trình . ta có thể thấy rằng có khoảng 68.5% năng lượng là hữu ích cho hệ thống. giá trị này đại diện cho 50% exergy hữu ích và 50% exergy còn lại là tổn thất exergy ở các giai đoạn khác nhau của hệ thống. tổn thất lớn nhất (30.9% ) là do tính chất bất thuận nghịch trong gia nhiệt trước của dòng vào và làm mát của dòng sản phẩm. khí thải của các quá trình đốt cháy nguyên liệu gây ra rò rỉ khoảng 15.1% exergy.

Tóm tắt quá trình:

Nguyên liệu thô là đá có 75% là đá vôi và 20% diệp thạch đưa vào tháp nung, khí thái quá trình nung được thải ra ở đỉnh tháp. Đáy tháp là lò nung được cung cấp không khí từ bộ phận làm nguội bằng không khí ở đáy tháp và than đá (pet-coke) cung cấp nhiệt chung cho cả lò nung và lò quay. Đi ra khỏi đáy lò nung là dòng nguyên liệu khô đi vào lò quay. Không khí đưa vào lò, làm mát được đưa từ môi trường xung quanh vào. Clinker ra lò được làm lạnh bởi không khí.

      5.            Các phương pháp giảm mất mát exergy

Ta có:

Công W được tiêu thụ có thể tính được dựa vào sự khác nhau giữa Exergy tại nhiệt độ đầu vào T1 và tại nhiệt độ đầu ra T2 của nguồn nhiệt:

W = E₁– E₂= QT₀( )

ở đây E₁, E₂ là exergy tại nhiệt độ đầu vào và đầu ra của nguồn nhiệt

Như vậy năng lượng W cần thiết cho quá trình không những phụ thuộc vào nhiệt lượng Q mà còn phụ thuộc vào mức nhiệt độ T₁ và T₂.

Hiệu số nhiệt độ T₁ – T₂ thường bé trong tính toán nên mất mát exergy thường là nhỏ. Tuy nhiên trong quá trình thực tế, lượng nhiệt cấp cho qua trình thường có dòng nhiệt có nhiệt độ T_vào>T₁ và lượng nhiệt lấy đi trong thiết bịlàm nguội thường có nhiệt độ T_ra<T₂, vì vậy một lượng exergy lớn hơn so với nhu cầu của thiết bị mất đi trong quá trình diễn ra phản ứng.

Các giải pháp tiết kiệm năng lượng trong quá trình hóa học nhằm giảm lượng nhiệt cấp cho quá trình Q_vào và giảm đến mức có thể hiệu số nhiệt độ T₁ – T₂ của dòng nhiệt vào và dòng nhiệt ra.

Có 3 phương pháp chủ yếu để giảm mất mát exergy:
- Để giảm mất mát khả năng chuyển đổi từ nhiệt sang công trong các thiết bị phản ứng thường đặt thiết bị làm nóng và làm lạnh trung gian. Đương nhiên giải pháp này không giảm được lượng nhiệt cần cấp cho quá trình nhưng một phần lượng nhiệt này được cấp tại nhiệt độ thấp hơn và được lấy đi tại nhiệt độ cao hơn vì vậy sẽ làm giảm đi phần mất mát exergy. Phương pháp này chỉ có lợi thế khi các nguồn nhiệt có nhiệt độ khác nhau, hoặc có nhiều đối tượng sử dụng nhiệt khác nhau hoặc có thể kết nối giữa các phần tử trong hệ thống.
- Mất mát exergy cũng có thể được giảm bằng cách sử dụng nhiệt thải ở đỉnh tháp để tạo ra dòng hơi có áp suất thấp cung cấp cho các quá trình khác hoặc sủa dụng dòng nhiệt thải này để gia nhiệt cho dòng nguyên liệu đầu vào.
- Phương pháp sử dụng bơm nhiệt hay tuần hoàn nhiệt cũng thường hay được áp dụng. dòng nhiệt của dòng sản phẩm đỉnh tháp hay đáy tháp sẽ được sử dụng để làm chất công tác cho bơm. Thực chất đây là quá trình sử dụng năng lượng tuần hoàn.
Trong hệ thống sản xuất xi măng (hình 4) ta thấy người ta cũng ứng dụng những nguyên tắc tận dụng năng lượng để giảm mất mát exergy trong hệ thống.
- Ở lò nung, khí thải ở phần nung của lò nung được sử dụng để gia nhiệt cho dòng nguyên liệu thô đi vào tháp, sau đó dòng khí này mới được thải ra ngoài sau khi đã tận dụng nhiệt để gia nhiệt cho nguyên liệu đầu.
- Trong phần phía dưới của lò nung, than đá được cung cấp vào một phần để làm nóng nguyên liệu, một phần là để nung nguyên liệu đá vôi thành vôi sống, cung cấp nhiệt cho nguyên liệu để quá trình chuyển hóa diễn ra hoàn toàn, giảm bớt được phần lớn năng lượng cung cấp cho lò quay.
Phía cuối lò quay, linker được làm mát bằng không khí ngoài trời đưa vào, sau khi dòng không khí này nhận nhiệt, người ta không thải hết ra ngoài mà tận dụng một phần không khí nóng này để đưa vào đáy tháp nung, giúp cho quá trình cháy của nguyên liệu mang vào được thận lợi hơn do không khí nóng sẽ nhanh làm khô nguyên liệu, giảm bớt được năng lượng cho quá trình sấy nguyên liệu.

6. Kết luận

Sau khi tìm hiểu và phân tích exergy, chúng ta có thể hiểu rõ:
- Exergy là gì
- Cách tính exergy
- Những yếu tố ảnh hưởng đến exergy trong hệ thống công nghệ hóa học nói chung và hệ thống sản xuất xi măng nói riêng.
Từ đó rút ra được các phương pháp để tiết kiệm năng lượng trong quá trình sản xuất xi măng đồng thời có thể ứng dụng trong các quá trình hóa học sau này.

7. Tài liệu tham khảo

[1]. Nguyễn Minh Tuyển, Phạm Văn Thiêm – Kỹ thuật hệ thống công nghệ hóa học – NXB Khoa học kỹ thuật – Hà Nội – 2001

[2]. http://www.environmental-expert.com/ – Exergy analysis of cement production

Tải xuống tài liệu học tập PDF miễn phí

[sociallocker id=”19555″] Tải Xuống Tại Đây [/sociallocker]
April 5, 2019

Bài tập lớn Mã hóa và điều chế

Bài tập lớn Mã hóa và điều chế

Mọi ý kiến đóng góp xin gửi vào hòm thư: [email protected]

Kéo xuống để Tải ngay đề cương bản PDF đầy đủ: Sau “mục lục” và “bản xem trước”

(Nếu là đề cương nhiều công thức nên mọi người nên tải về để xem tránh mất công thức)

Đề cương liên quan:BÀI TẬP LỚN NGUYÊN LÝ MÁY

[toc]

[pdfviewer width=”800px” height=”1000px” beta=”true/false”]http://hotroontap.com/wp-content/uploads/2019/04/B%C3%A0i-t%E1%BA%ADp-l%E1%BB%9Bn-M%C3%A3-h%C3%B3a-v%C3%A0-%C4%91i%E1%BB%81u-ch%E1%BA%BF.pdf[/pdfviewer]

Tải ngay đề cương bản PDF tại đây:Bài tập lớn Mã hóa và điều chế

PHẦN I : CÁC MÃ VÀ PHƯƠNG PHÁP ĐIỀU CHẾ DÙNG TRONG VI BA SỐ.

1.1. CÁC MÃ DÙNG TRONG VI BA SỐ.

Trong các thiết bị thông tin thường dùng một trong hai dạng tín hiệu nhị phân đơn cực NRZ và RZ. Nếu sử dụng trực tiếp chúng để truyền dẫn thì gặp một số khó khăn vì:

– Tín hiệu nhị phân có thành phần một chiều nên khi truyền qua biến áp xung bị méo.

– Phổ năng lượng của mã nhị phân tập trung phần lớn ở dải tần số thấp nên khi qua tuyến có dải thông như bộ lọc lấy bằng thì bị suy hao lớn nên cũng gây méo tín hiệu,.

– Nếu có các bít “0” liên tiếp trong khoảng thời gian dài sẽ khó khôi phục thông tin định thời ở phía thu, do đó đầu thu sẽ mất đồng bộ nhịp.

– Mã nhị phân thay đổi không có qui luật nên khó phát hiện lỗi.

– Phổ năng lượng của mã nhị phân rộng nên đòi hỏi tuyến truyền dẫn phải có dải phổ rộng và như vậy không kinh tế.

Do vậy trước khi truyền trên đường truyền ta phải biến đổi chúng thành mã đường truyền phù hợp.

1.1.1. Mã NRZ.

Mã NRZ đơn cực.

Là loại mã 2 mức 0 và 1 không quay về không.

Mã có năng lượng tập trung trong khoảng 0 đến 1/t ở tần số thấp năng lượng tập trung khá lớn không có năng lượng ở vạch đồng hồ. Trong vạch phổ có thành phần một chiều, mã NRZ đơn cực thường được sử dụng ở các vị mạch logic CMOS trong máy ghép kênh.

Mã NRZ nhị cực.

– Có bít 1 đảo dấu luân phiên.

– Trong phổ không chứa thành phần 1 chiều và vạch đồng hồ.

– Ở đoạn tần thấp, năng lượng nhỏ, tập trung cao nhất ở 0,37/t.

– Các mã NRZ lưỡng cực được sử dụng ở các băng tần cơ sở trong máy thu phát vi ba.

1.1.2. Mã AMI (Mã đảo dấu luân phiên).

Bằng cách mã hoá tín hiệu nhị phân đơn cực thành mã có nhiều mức khi truyền dẫn có thể loại bỏ được thành phần một chiều và giảm được các thành phần tần số thấp của tín hiệu mã hoá. Việc mã hoá này không mở rộng băng tần cần thiết, về nguyên tắc có thể giảm băng tần truyền dẫn cần thiết khi sử dụng biến đổi mã nhị phân thành mã nhiều mức, đây là loại mã có ứng dụng rộng dãi trong hệ thống PCM ít kênh (30 kênh) qui tắc mã hoá như sau:

Khi không có xung thì mã là các số không, còn khi xuất hiện “1” thì nó lấy các xung dương và âm một cách luân phiên. Sự luân phiên này bất chấp con số “0” giữa chúng.

Ta có thể biến đổi tín hiệu nhị phân RZ (50%) thành mã AMI (hình 1.5) hoặc tín hiệu AMI. Cũng có thể là loại mã nhị phân NRZ (100% chu trình) (hình 1.6).

Hình 1-6:Mã AMI từ NRZ 100% chu trình

* Đặc điểm của mã AMI.

– Năng lượng của tín hiệu đường dây cực đại ở gần tần số F₀/2, theo phương pháp phi tuyến đơn giản, tín hiệu nhịp F₀có thể được khôi phục.

– Mã AMI không có thành phần một chiều và năng lượng ở thành phần tần số nhỏ.

– Mã có cực tính thay đổi xen kẽ của giá trị +_ 1(lưỡng cực) có khả năng để giám sát tỉ số phần bít khi bất kỳ một xung nào vi phạm nguyên tắc lưỡng cực sẽ coi là lỗi.

– Mạch mã háo và giải mã đơn giản.

– Khó tách xung đồng hồ vì độ dài của chuỗi số “0” không hạn chế.

– Thành phần một chiều hầu như bằng không.

– Không có vạch đồng hồ.

Mã được sử dụng ở các bộ mã hoá và giải mã tín hiệu truyền thanh của hãng AWA.

1.1.3. Mã CMI.

– Mã CMI là mã đảo dấu, là mã NRZ hai mức trong đó bít “0” nhị phân được mã hoá bằng hai mức A₁ và A₂tương ứng. Mỗi mức chiếm ½ khoảng thời gian đơn vị bít 1/2T, bít “1” được mã bằng các mức biên độ A₁ hoặc A₂. Mỗi mức chiếm toàn bộ thời gian T. Các bít này luân phiên đảo dấu theo các bít “1” kế tiếp nhau.

Hình 1-7 biểu diễn mã CMI.

Hình 1-7: Mã CMI.

Từ đồ thị ta thấy bít “0” được mã thành 01 và bít “1” được mã thành 00 hoặc 11 trong khoảng thời gian T.

1.1.4. Mã HDB-3.

Mã HDB-3 là dạng đặc biệt của mã HDBn, HDBn là dạng cải tiến của mã AMI.

Đây là loại mã nhị phân mật độ cao nhằm loại bỏ những chuỗi có 4 số “0” liên tiếp. Qui tắc mã như sau.

* Một số “0” nhị phân được mã bằng một trạng thái trống trong tín hiệu HDB-3. Tuy nhiên đối với một dãy 4 số “0” liên tiếp thì sử dụng qui tắc mã hoá đặc biệt dưới đây.

– Số “0” đầu tiên của dãy được mã bằng trạng thái trống nếu dấu trước đó của tín hiệu HDB-3 có cực ngược với cực vi phạm trước đó và bản thân nó không vi phạm được mã bằng dấu A mà không vi phạm (+ hoặc -) nếu dấu trước đó của tín hiệu HDB-3 có cùng cực với dấu vi phạm trước đó hoặc chính bản thân nó vi phạm.

Quy luật trên bảo đảm các vi phạm liên tiếp có cực tính đảo nhau sao cho thành phần một chiều có thể gộp lại bằng không.

– Số “0” thứ 2 và 3 của dãy 4 số “0” liên tiếp luôn được mã bằng một trạng thái trống.

– Số “0” thứ 4 trong dãy được mã bằng một dấu mà cực tính của nó vi phạm đan dấu hay được thay bằng con số 1 (được gọi là xung vi phạm) ký hiệu là V (000V). Xung V có cùng cực tính với xung trước đó. Nếu giữa hai xung V liên tiếp có tổng số chẵn xung “1” thì thêm vào một xung (xung đệm) ký hiệu là B (B00V). Xung B tham gia vào quá trình dảo dấu giữa hai lần vi phạm liên tiếp phải có cực ngược nhau. Như vậy luật cho mã như sau: nếu tổng con số “1” giữa hai lần vi phạm liên tiếp là số lẻ thì thay thế bằng chuỗi 000V, nếu là chẵn thì thay thế bằng chuỗi B00V.

* Một số “1” nhị phân được ký hiệu bằng (+) hoặc (-) và có dấu ngược với xung trước đó mã HDB-3 được biểu diễn ở hình 1-8 và hình 1-9 biều diễn sự phân bố mật độ phổ và công suất.

– Mã có năng lượng phổ cực đại ở khoảng 0,5/t.

– Mã chỉ cho phép 3 số “0” liên tục nên việc tách đồng hồ ở đầu thu dễ dàng hơn, mã được sử dụng phổ biến.

Hình 1-9: Phân bổ mật độ phổ và công suất

1.2. ĐIỀU CHẾ Ở VI BA SỐ.

Điều chế số là quá trình dùng hàm tin tức S(t), tác động vào một hay nhiều tham số của sóng mang làm cho chúng thay đổi theo qui luật của tin tức. Các tín hiệu số được truyền dẫn, trong đó các trạng thái được thể hiện dưới các giá trị gián đoạn về biên độ, pha hay tần số của tín hiệu sóng mang. Việc lựa chọn sơ đồ điều chế được cân nhắc trên cơ sở các yêu cầu như khả năng chống nhiễu, tạp âm, pha đinh, tính phi tuyến, khả năng tiết kiệm băng tần và mức độ phức tạp cũng như giá thành của thiết bị. Vi ba số có các kiểu điều chế sau: điều biên, điều tần, điều pha, hoặc tổ hợp của một số kiểu điều chế.

1.2.1. Điều chế biên độ (ASK).

Điều chế biên độ là biên độ của sóng mang cao tần biến thiên theo tín hiệu điều chế. Trong thông tin số, tín hiệu cần truyền đi là các ký tự cơ hai, đó là các bít “0” và “1”. ₀

Giả sử tín hiệu cơ hai là d(t): d(t) = 1

Tín hiệu sóng mang là: f₀(t) = Um.cos (w₀t + j₀)

Sau điều chế ta được: f_ASK = d(t). Um cos (w₀t + j₀).

Trong đó: Um: là biên đội của dao động sóng mang.

D(t): số liêu cơ hai.

w₀: tần số góc sóng mang.

j₀: góc pha ban đầu của sóng mang.

Trong phương thức điều chế này, tần số sóng mang không đổi và trong trường hợp điều chế xem như một khoá biên độ từ đó tín hiệu nhị phân tạo ra 2 mức biên độ của sóng mang.

Sơ đồ khối bộ điều chế có dạng (hình 1-10).

cos w₀t ASK

d(t~)

Hình 1-10. Sơ đồ khối bộ điều chế ASK

Hình 1- 11 biểu diễn dạng tín hiệu của điều chế ASK ta thấy tín hiệu hình sin có biên độ Um được phát đi khi tín hiệu số có mức lô gíc “1”. Còn mức logíc “0” thì không được phát đi.

Phương thức điều chế ASK có ưu điểm là đơn giản, dễ thực hiện song nó không được dùng phổ biến vì công suất sóng mang sử dụng không hiệu quả và tính chống nhiễu thấp. Chính vì vậy nó ít được sử dụng riêng rẽ mà nó thường sử dụng kết hợp với điều pha.

Hình 1-11

1.2.2. Điều chế tần số (FSK).

Điều chế tần số là tần số sóng mang thay đổi theo nhịp của tín hiệu điều chế.

Tín hiệu điều chế là mã cơ hai.

Sơ đồ điều chế có dạng như hình 1-12.

Bộ dao động

S(t) FSK

S(t)

0 0 t

Hình 1-12: Sơ đồ khối bộ điều chế FSK

Với phương pháp điều chế này ta dùng chuỗi xung S(t) để khống chế tham số của bộ dao động như hình 1-12. Từ đó tạo ra 2 tần số ứng với 2 mức lôgíc “1” và “0” của S(t). Yêu cầu khi thay đổi tần số không được gây đột biến pha của tín hiệu FSK, đầu ra được tín hiệu điều tần FSK như hình 1-13.

1.1.3. Điều chế pha (PSK).

Điều pha được xem như là dạng điều chế dữ liệu hiệu quả nhất cho các ứng dụng truyền tin bằng vo tuyến, vì nó bảo đảm xác suất lỗi thấp đối với tín hiệu thu khi đó trên một chu kỳ tín hiệu.

Trong điều pha thì các xung nhị phân đầu vào làm dịch pha sóng mang đầu ra một lượng là: f(các trạng thái pha), tín hiệu điều pha có biểu thức toán học sau:

U(t) = Um sin íw₀(t) + 2p(i-1)/Mý

Với Um: Biên độ sóng mang.

w₀: tần số góc sóng mang.

i: trang thái pha thứ i tính từ 1 đến M.

M: số trạng thái pha có thể và được tính M= 2^N

N: số bít cần thiết để xác lập một trạng thái pha.

Nếu N= 1 M= 2: có điều chế pha 2 PSK.

Nếu N= 2 M= 4: có điều chế pha 4 PSK.

Nếu N= 3 M= 8: có điều chế pha 8 PSK.

Điều chế pha hai trạng thái 2PSK.

Các tín hiệu cần truyền đi trong thông tin số là các bít “0” và “1”, mỗi bít tương ứng với một trạng thái pha của sóng mang. Tuy nhiên để dễ dàng tách lấy tín hiệu ở đầu ra bộ giải điều chế thì sự chênh lệch pha giữa hai kí tự phải đạt 180⁰nghĩa là:

Bít “0” tương ứng với góc pha sóng mang là 0^0.

Bít “1” tương ứng với góc pha sóng mang là 180^0.

Ta có biểu thức toán học:

U₀(t)= U_m cos (w₀t + 0⁰+ j₀)

U₁(t)= U_m cos (w₀t + 180⁰+ j₀)

Với j_0:góc pha ban đầu của sóng mang.

Để điều chế tín hiệu ta sử dụng mã NRZ nhị cực, ở mã này mức (-1) ứng với bít “0”, mức (+1) ứng với bít “1”, biểu đồ véc tơ của điều pha 2PSK như hình 1-14.

Hình 1-15.Bộ điều chế 2 PSK

Tín hiệu điều chế có dạng như hình 1-16

Hình 1-16

Nhìn vào sơ đồ ta thấy tín hiệu vào ở dạng mã NRZ đơn cực, trước khi đưa tới đầu vào bộ trộn M được đưa qua bộ biến đổi mã NRZ lưỡng cực. Ngoài ra đưa vào bộ trộn còn có dao động sóng mang lấy từ bộ dao động nội (LO). Mã NRZ lưỡng cực (có 2 mức điện áp (+) và (-))sẽ tạo ra hai trạng thái pha, (dao động sóng mang đã điều chế 2PSK). Từ dạng sóng ta thấy góc lệch pha giữa hai bít là 180⁰và ứng với mỗi thời điểm chuyển đổi pha luôn kèm theo sự chuyển biên độ trong một thời gian ngắn.

Điều pha 4 trạng thái 4PSK.

Trong phương thức điều chế này ta xét mối quan hệ giữa các nhóm kí tự cơ hai với một số trạng thái pha của sóng mang để thực hiện ta chia luồng số đầu vào thành hai luồng số, mỗi luồng có tốc độ bít giảm đi một nửa nhờ biến đổi nối tiếp thành song song (SPC), mỗi luồng số mới nhận các bít xebn kẽ ở luồng cơ sở. Việc điều chế được thực hiện như sau:

Vì hai luồng số là ngẫu nhiên vì vậy sẽ có 4 trường hợp xảy ra của tổ hợp nhóm xung, tương ứng với nó sẽ có 4 trạng thái điều chế.

Pha của sóng mang bị di pha tương ứng với tổ hợp nhóm xung như bảng 1-1.

A	B	Pha tín hiệu được điều chế
0	0	p/4
0	1	3p/4
1	1	5p/4
1	0	7p/4

Bảng 1-1

Tín hiệu đầu ra gọi là tín hiệu điều pha 4 trạng thái (4PSK), như vậy thì bộ điều chế phải có 4 trạng thái làm việc chuyển đổi giữa các trạng thái lại không tuần hoàn mà là ngẫu nhiên.

Sơ đồ khối điều chế 4PSK như hình 1-17.

Biểu đồ véc tơ và dạng sóng ra 4PSK như hình 1-18 và 1-19.

Hình 1-17

Sinw₀t

(+135⁰) (+45⁰)

^{(01) (00)}

Cos w₀t

(-135⁰) (-45⁰)

^{(11) (10)}

Hình 1-18: Biểu đồ véc tơ 4PSK (j₀= 0)

Để tạo ra tín hiệu 4PSK ta phân luồng số đầu vào thành hai luồng, mỗi luồng có tốc độ giảm đi một nửa, hai luồn số này đồng thời đưa đến hai bộ điều chế 2PSK, luồng A được điều chế với sóng mang f_ccó góc pha thay đổi là 0⁰và 180⁰(ứng với sin w₀(t)) kênh này gọi là kênh B. Còn luồng B cũng được điều chế với sóng mang f_cnhưng có góc pha chậm hơn 90⁰( cos w₀(t)) như vậy góc pah của tín hiệu này sau điều chế là 90⁰và270⁰, kênh này gọi là kênh K, sau đó tín hiệu ra sau điều chế của 2 luồng được cộng lại, pha của tín hiệu tổng phụ thuộc vào pha của 2 tín hiệu điều chế ở 2 nhánh, tương ứng với tổ hợp trạng thái của 2 kênh ta có 4 trạng thái pha của tín hiệu điều chế, chính vì vậy đièu chế này còn được gọi là điều pha vuông góc QPSK.

Ta có: U₀₀(t)= U_m cos (w₀t + p/4 + j₀)

U₀₁(t)= U_m cos (w₀t + 3p/4 + j₀)

U₁₁(t)= U_m cos (w₀t + 5p/4 + j₀)

U₁₀(t)= U_m cos (w₀t + 7p/4 + j₀)

Điều pha 4 PSK được dùng rất phổ biến ở các thiết bị vi ba số hiện nay.

* Bằng các biện pháp tương tự ta có thể thực hiện được điều pha 8PSK, 16PSK, 32PSK… bằng cách tăng số bộ điều chế lên 3,4,5…., tín hiệu ra tương ứng với tổ hợp nhóm xung 3,4 hay 5 xung. Khi điều chế số trạng thái pha tăng lên thì tốc độ bít giảm do đó sẽ giảm được băng thông yêu cầu của hệ thống, tiết kiệm được giải tần truyền dẫn, tăng hiệu suất đường truyền, thực hiện tốt thông tin nhiều kênh. Trên thực tế nếu sự dịch pha càng nhỏ thì tính chống nhiễu càng giảm, pha của tổ hợp nhóm xung này sẽ chuyển sang pha của tổ hợp nhóm xung khác, dẫn đến nhiễu tín hiệu, việc giải điều chế cũng diễn ra phức tạp, khó khăn.

Khi số trạng thái pha tăng lên, các tổ hợp bít ngày càng gần nhau hơn, do đó khả năng mắc lỗi tăng, nếu cứ tiếp tục tăng số trạng thái pha nhiều hơn nữa thì khả năng sinh lỗi có thể tăng nhanh hơn, mặt khác khi số trạng thái pha tăng thì biểu đồ pha tương đối phức tạp, do vậy khi tính toán thiết kế các bộ điều chế sẽ rất khó khăn. Chính vì vậy mà chỉ sử dụng điều chế pha nhiều trạng thái khi thông tin tốc độ cao.

Sự ưu việt của điều chế pha nhiều trạng thái được thể hiện trên hình 1-20.

Hình 1-20: Độ rộng kênh cần thiết cho các tín hiệu số có tốc độ bít khác nhau, sử dụng các loại điều chế khác nhau

PHẦN II. MÃ VÀ ĐIỀU CHẾ TRONG MÁY PHÁT VI BA SỐ RMD- 1504.

Hệ thống vi ba số AWA làm việc ở băng tần 900MHz, 1500MHz và 1800MHz, sử dụng phương thức điều chế pha vuông góc. Hệ thống cho phép truyền dẫn các luồng số 2 Mbít/s, 4 Mbít/s, 8 Mbít/s, mã đường HDB-3, mức công suất máy phát tới + 37dbm (5W), được sử dụng để tổ chức các tuyến đơn hay nhiều trạm cho thông tin đường trục hoặc đường nhánh.

2.1. Biến đổi mã trong máy phát RMD- 1504.

Việc biến đổi mã trong máy phát RMD- 1504 cơ bản được thực hiện ở khối xử lý băng tần cơ sở phát và xử lý băng tần cơ sở phụ.

Xử lý băng tần cơ sở phát.

Tấm băng tần cơ sở phát nhận 2 luồng số HDB-3 từ máy ghép kênh đưa tới và thực hiện:

– Biến đổi mã HDB- 3 thành mã NRZ. Việc chuyển đổi được thực hiện như sau: đầu tiên mã HDB3 được chuyển về mã RZ sau đó chuyển về mã NRZ.

Quá trình chuyển đổi mã được mô tả như hình 2-8.

– Khôi phục xung đồng hồ từ HDB3. để bảo đảm dồng bộ luồng số cần phải khôi phục lại xung đồng hồ của hệ thống từ luồng số nhận được.

Xung đồng hồ khôi phục được có dạng như hình 2-8.

Xử lý băng tần gốc phụ:

Ngoài hai luồng số liệu HDB3 tốc độ 2,048 Mbít/s, khối băng tần cơ sở phát còn nhận các tín hiệu tương tự tần số thấp (0,3 – 5)KHz như:

– Đầu vào, ra của tổ hợp (kênh nghiệp vụ).

– Tín hiệu tiếng nói đã được xử lý của cặp máy vế bên kia (0,3- 2,2)KHz.

– Các đầu vào kênh giám sát bên ngoài (2,7- 5)KHz.

– Tín hiệu báo gọi (tone gọi) 2KHz.

Tất cả các tín hiệu này cần phải được xử lý để truyền đi. Trong vi ba số, tổ chức kênh nghiệp vụ sao cho phần tử dùng chung với kênh liên lạc càng ít càng tốt.

Hình 2-8: Chuyển đổi mã HDB-3 thành NRZ và khôi phục xung nhịp

* Nguyên lý hoạt động.

Hai luồng số HDB-3 có tốc độ 2,048Mbít/s từ máy ghép kênh lên được đưa vào máy phát, đầu tiên được đưa đến khối băng tần gốc phát, tại đây hai luồng số HDB-3 được biến áp phối kháng và cách điện cùng với bộ so sánh biến đổi thành hai tín hiệu RZ. Sau đó một vi mạch biến đổi hai tín hiệu RZ thành tín hiệu NRZ, hai luồng số NRZ được đưa đến bộ ghép kênh số để tạo thành một luồng số liệu có tốc độ cao hơn, tại đây thực hiện chèn thêm các bít, bít đồng bộ khung, bít chèn, bít chỉ thị chèn…, đầu ra bộ ghép kênh số ta có luồng số 4,245 Mbít/s, luồng số này được đưa đến bộ ngẫu nhiên hoá để tạo ra một phổ và tuyến phù hợp, máy thu không thu nhầm. Sau đó được đưa đến bộ chuyển đổi nối tiếp thành song song, tại đây luồng số đầu ra bộ ngẫu nhiên hoá được biến đổi thành hai luồng mã hoá vi sai có tốc độ giảm đi một nửa. Hai luồng này được đưa đến bộ điều chế pha vuông góc (4PSK) ở khối kích thích.

Đồng thời tại khối băng tần gốc phụ tín hiệu từ đầu vào micro được khuyếch đại, hạn chế biên độ ở mức +- 5V, sau đó được đưa đến bộ lọc thông thấp (băng tần kênh nghiệp vụ 2,2khz), chiết áp lập mức kênh nghiệp vụ và được khuyếch đại một lần nữa rổi đưa tới đầu vào bộ cộng. Đầu vào bộ cộng còn có tín hiệu như tone gọi 2 KHz được tạo ra từ bộ dao động 4,096 Khz sau khi chia hoặc kênh nghiệp vụ nhận được từ máy thu bên kia của trạm lặp tới các bộ cộng còn có kênh giám sát dải tần (2,7-5)Khz.

Tín hiệu ở đầu ra bộ cộng qua bộ lọc (0,3- 5)Khz để tạo ra băng tần cơ sở phụ rồi đưa tới bộ VCO ở khối kích thích để thực hiện điều tần.

2.2. Điều chế trong máy phát RMD-1504.

Khối điều chế QPSK có nhiệm vụ nhân hai luồng số NRZ từ khối băng tần gốc phát tới, chuyển đổi tín hiệu đơn cực (0-5)V thành tín hiệu lưỡng cực +_0,7V, điều chế tín hiệu theo kiểu QPSK, tạo tần số dao động sóng mang 220MHz để đưa lên điều chế, kết quả ta được tín hiệu sóng mang có pha dịch theo sự lặp mã của 2 luồng số, thực hiện lọc, khuyếch đại tín hiệu tới mức -6dB đưa tới bộ trộn nâng tần.

Quá trình điều chế được thực hiện cụ thể như sau:

Giả sử một luồng số sau khi biến đổi nối tiếp thành song song ta nhận được 2 luồng số độc lập S₁và S₂, ở một thời điểm bất kỳ cặp bít S₁ và s₂có thể trình bày một trong 4 trạng thái (00, 01, 11, 10), do vậy khi lấy mẫu S₁và S₂đồng thời ở các thời điểm t₁đến t₄, ta có thể trình bày 4 mã bằng 4 trạng thái tương ứng với 4 góc pha của sóng mang được điều chế như bảng 2-1.

Hình 2-11: Sơ đồ khối kích thích

t	S₁	S₂	Góc pha
t₁	0	0	Có thể trình bày dịch pha là p/4
t₂	0	1	Có thể trình bày dịch pha là 3p/4
t₃	1	1	Có thể trình bày dịch pha là 5p/4
t₄	1	0	Có thể trình bày dịch pha là 7p/4

Bảng 2-1

Vậy các góc pha của sóng mang chuyển dịch theo các bước cách quãng 90⁰(vuông góc), ta có thể trình bày sự dịch pha này bằng biểu đổi véc tơ như hình 2-12.

Sinw₀t

3p/4 p/4

^{(01) (00)}

Cos w₀t

5p/4 7p/4

^{(11) (10)}

Hình 2-12: Biểu đồ véc tơ QPSK

* Nguyên lý hoạt động.

Hai luồng số liệu A và B từ khối băng tần gốc chính đưa tới các bộ khuyếch đại và hạn chế, tại đây 2 luồng số được biến đổi mức từ (0-5)v đơn cực thành tín hiệu lưỡng cực 0,7v rồi đưa vào 2 bộ lọc nhằm gạt bỏ các thành phần cao tần sau đó được đưa tới bộ trộn U₁ và U₂. Tại đây có dao động sóng mang tần số 220MHz đưa tới, 2 sóng mang lệch pha nhau là 90⁰, tần số trung tần IF được tạo ra từ bộ dao động thạch anh 73,333MHz rồi được nhân 3 sau đó khuyếch đại bởi V₄, đầu ra mỗi bộ trộn ta được tín hiệu 2PSK, qua bộ cộng ta được tín hiệu 4PSK, tín hiệu đã điều chế được khuyếch đại rồi đưa tới khối trộn nâng tần, tại đây có tần số của bộ dao động VCO đưa tới. Bộ dao động VCO tạo ra tần số dao động (1207- 1315)MHz chia làm 2 đường, một đường đi tới bộ trộn tần, đường còn lại qua hai bộ chia 4 tới bộ tổng hợp tần số tại đây dao động VCO đã chia 16 có tần số (75-82)MHz được đưa tới bộ chia D₂ thực hiện chia 10 hoặc 11. Sau bộ chia được tần số (7,5- 8,2)MHz, hệ số chia tuỳ thuộc vào sự lập trình ở bộ chia chính. Sau đó tín hiệu được đưa vào vi mạch chia lập trình chính D₁, bộ chia vạn năng có 4 đầu ra, các đầu ra này là đầu ra nhanh và đầu ra chậm, chúng được đưa tới vi mạch so sánh D₃ và 2 đầu ra từ PIN21 và PIN 22 điều khiển modul của bộ đếm D₂ để chia 10 hoặc chia 11.

Trong vi mạch D₃ có bộ dao động chuẩn, bộ chia và bộ so sánh tần số, so sánh pha. Tần số chuẩn do bộ dao động thạch anh tạo ra là 5MHz được qua bộ chia 80 tạo thành tần số 62,5Khz đưa tới mạch so sánh. Các sai lệch và tần số và pha được khuyếch đại, lọc và đưa lên viritor của bộ dao động VCO để hiệu chỉnh lại tần số cho tới khi không còn sai lệch.

Tại bộ trộn nâng tần thực hiện trộn tần số trung tần 220Mhz ở đầu ra bộ điều chế với dao động VCO có tần số (1207- 1315)MHz đầu ra bộ trộn này được sóng mang có tần số từ (1427- 1535)MHz. Sóng mang này được đưa tới bộ khuyếch đại công suất.

KẾT LUẬN

Qua nghiên cứu đề tài và được sự giúp đỡ tận tình của thầy giáo hướng dẫn: Tiến sỹ Phạm Công Hùng, đề tài đã giải quyết được những nội dung sau:

– Các mã và phương pháp điều chế trong vi ba số.

– Mã và điều chế trong thiết bị vi ba số RMD-1504 của hãng AWA.

Trong quá trình nghiên cứu đề tài tôi thấy thiết bị vi ba số AWA nói chung và máy phát RMD-1504 nói riêng được IC hoá cao, làm việc tương đối ổn định với độ tin cậy cao, kết cấu gọn nhẹ, tiêu thụ ít nguồn, có hệ thống xử lý cảnh báo hoàn chỉnh.

Máy phát làm việc với tần số ổn định, có thể thay đổi tần số phát với độ phân giải 100Khz. Công suất máy phát cũng có thể thay đổi để phù hợp với từng điều kiện cự ly liên lạc, địa hình thời tiết… sử dụng hệ thống mã hoá và phương pháp điều chế tối ưu giúp tăng cự ly liên lạc, hạn chế nhiễu tối đa.

Thiết bị vi ba số AWA hiện nay có nhiều thuận lợi khi hoà nhập trong hệ thống viễn thông hiện được sử dụng nhiều trong mạng viễn thông dân sự và trong quân sự. Ngành viễn thông đã triển khai rộng rãi đến tận cấp huyện, máy có thể triển khai tận vùng sâu, vùng xa, có khả năng thay thế các đường dây hữu tuyến điện mà vẫn bảo đảm chất lượng cũng như số kênh liên lạc, mang lại hiệu quả kinh tế cao.

Tài liệu tham khảo

Bài giảng Vi ba số- Nguyễn Tấn Nhân- Trung tâm đào tạo Bưu chính viễn thông II-1997.
Cơ sở thiết bị thông tin vi ba- Trường Sỹ quan CHKT Thông tin- 1998.
Thiết bị Vi ba số AWA- Trung tâm đào tạo Bưu chính Viễn thông II.
Quy trình khai thác và đo thử thiết bị vi ba số AWA- Hồ Văn Cừu- Trung tâm đào tạo BCVT II- 1993.

Tải xuống tài liệu học tập PDF miễn phí

[sociallocker id=”19555″] Tải Xuống Tại Đây [/sociallocker]

April 4, 2019

17	5	10	15	20	25	30	0	0
18	35	40	45	50	55	60	0	0
19	65	70	75	80	85	0	0	90
20	90	85	80	75	0	0	70	65
21	60	55	50	0	0	45	40	35
22	30	25	0	0	20	15	10	5
23	5	0	0	15	25	35	45	55
24	0	0	10	20	30	40	50	60
25	65	0	0	70	75	80	85	90
26	35	40	0	0	45	50	55	60
27	5	10	15	0	0	20	25	30
28	10	20	30	40	0	0	50	60
29	5	15	25	35	45	0	0	55
30	15	25	35	45	55	65	0	0
31	25	35	45	55	0	65	75	0
32	35	0	45	55	0	65	75	85

33	10	20	30	0	0	40	50	60
34	20	0	30	40	0	50	60	70
35	30	40	0	50	60	0	70	80
36	40	0	50	60	0	70	80	90
37	5	15	0	25	0	35	45	55
38	0	15	25	35	45	0	55	65
39	25	0	35	0	45	55	65	75
40	35	45	0	55	65	0	75	85
41	0	10	0	20	30	40	50	60
42	20	0	30	40	50	60	70
43	30	40	50	0	0	60	70	80
44	0	40	50	0	60	70	80	90
45	5	0	10	15	20	0	25	30
46	15	25	0	35	45	0	55	65
47	25	35	45	55	65	0	0	75
48	40	0	50	60	0	70	80	90
49	0	5	15	25	0	35	45	60
50	10	20	0	30	40	0	50	55
51	5	0	25	35	45	0	55	75
52	55	60	0	0	65	75	70	60
53	40	0	45	50	0	55	60	65
54	45	50	55	60	65	0	0	75
55	5	15	25	0	0	35	45	55
56	15	25	35	45	0	0	55	65
57	5	10	15	20	0	0	25	30
58	15	0	0	35	55	75	95	5
59	25	35	0	45	55	0	65	75
60	0	10	20	0	30	40	50	60
61	30	0	25	20	0	15	10	5
62	35	40	0	45	50	0	55	60
63	90	85	80	0	75	70	0	65
64	0	5	25	45	0	65	85	90

17	5	10	15	20	25	30	0	0
18	35	40	45	50	55	60	0	0
19	65	70	75	80	85	0	0	90
20	90	85	80	75	0	0	70	65
21	60	55	50	0	0	45	40	35
22	30	25	0	0	20	15	10	5
23	5	0	0	15	25	35	45	55
24	0	0	10	20	30	40	50	60
25	65	0	0	70	75	80	85	90
26	35	40	0	0	45	50	55	60
27	5	10	15	0	0	20	25	30
28	10	20	30	40	0	0	50	60
29	5	15	25	35	45	0	0	55
30	15	25	35	45	55	65	0	0
31	25	35	45	55	0	65	75	0
32	35	0	45	55	0	65	75	85

33	10	20	30	0	0	40	50	60
34	20	0	30	40	0	50	60	70
35	30	40	0	50	60	0	70	80
36	40	0	50	60	0	70	80	90
37	5	15	0	25	0	35	45	55
38	0	15	25	35	45	0	55	65
39	25	0	35	0	45	55	65	75
40	35	45	0	55	65	0	75	85
41	0	10	0	20	30	40	50	60
42	20	0	30	40	50	60	70
43	30	40	50	0	0	60	70	80
44	0	40	50	0	60	70	80	90
45	5	0	10	15	20	0	25	30
46	15	25	0	35	45	0	55	65
47	25	35	45	55	65	0	0	75
48	40	0	50	60	0	70	80	90
49	0	5	15	25	0	35	45	60
50	10	20	0	30	40	0	50	55
51	5	0	25	35	45	0	55	75
52	55	60	0	0	65	75	70	60
53	40	0	45	50	0	55	60	65
54	45	50	55	60	65	0	0	75
55	5	15	25	0	0	35	45	55
56	15	25	35	45	0	0	55	65
57	5	10	15	20	0	0	25	30
58	15	0	0	35	55	75	95	5
59	25	35	0	45	55	0	65	75
60	0	10	20	0	30	40	50	60
61	30	0	25	20	0	15	10	5
62	35	40	0	45	50	0	55	60
63	90	85	80	0	75	70	0	65
64	0	5	25	45	0	65	85	90

Category: Cơ Khí

BÀI TẬP LỚN NGUYÊN LÝ MÁY-BÀI SỐ 1

PHÂN TÍCH ĐỘNG LỰC HỌC VÀ PHÂN TÍCH LỰC CƠ CẤU PHẲNG

Bài 1: Phương án A:

Tải xuống tài liệu học tập PDF miễn phí

BÀI TẬP LỚN SỐ 1 – ĐỀ A

Nhiệm vụ:

Yêu cầu:

BÀI TẬP LỚN SỐ 1 – ĐỀ B

Nhiệm vụ:

Yêu cầu:

BÀI TẬP LỚN SỐ 1 – ĐỀ C

Nhiệm vụ:

Yêu cầu:

Tải xuống tài liệu học tập PDF miễn phí

BÀI TẬP LỚN – ĐỀ B

Nhiệm vụ:

Yêu cầu:

Tải xuống tài liệu học tập PDF miễn phí

ĐỀ BÀI TẬP LỚN

BÀI LÀM

Tải xuống tài liệu học tập PDF miễn phí

Bài tập lớn Cơ Học Đất

Đề bài:

BàI làm:

1. Đánh giá điều kiện địa chất công trình, địa chất thuỷ văn :

2.Xác định tải trọng tiêu chuẩn tác dụng tại tâm diện tích đế móng:

3.áp lực tiêu chuẩn tại đáy móng:

4.Kiểm tra điều kiện áp lực tại đáy móng:

5.ứng suất gây lún tại đế móng:

7. Kiểm tra nền về sức chịu tải: (Hansen)

PHẦN 1. LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI

PHẦN 2: NỘI DUNG

CHƯƠNG 1: SIÊU DẪN NHIỆT ĐỘ CAO VÀ MỘT SỐ TÍNH CHẤT CỦA SIÊU DẪN NHIỆT ĐỘ CAO

1.1. Hiện tượng siêu dẫn

1.1.1. Khái niệm hiện tượng siêu dẫn

1.1.2. Nhiệt độ tới hạn và độ rộng chuyển pha

1.1.3. Điện trở không

1.2. Sơ lược tiến trình phát hiện của các chất siêu dẫn nhiệt độ cao.

1.3. Một số loại siêu dẫn nhiệt độ cao điển hình

1.4. Một số đặc tính chung của vật liệu siêu dẫn nhiệt độ cao.

CHƯƠNG 2: CẤU TRÚC VÀ TÍNH CHẤT CỦA MỘT SỐ HỢP CHẤT SIÊU DẪN NHIỆT ĐỘ CAO CHỨA ĐỒNG VÀ OXY ĐIỂN HÌNH

2.1. Hợp chất siêu dẫn nhiệt độ cao 30- 40K.

– Độ từ hóa phụ thuộc từ trường của chất siêu dẫn (214)

3.3. Hợp chất siêu dẫn nhiệt độ cao 110- 125K

CHƯƠNG 3: MỘT SỐ ỨNG DỤNG CỦA VẬT LIỆU SIÊU DẪN NHIỆT ĐỘ CAO

3.1. Sử dụng hiệu ứng điện trở không.

3.1.1. Ngành công nghiệp điện

3.1.1.1. Truyền tải năng lượng (Electric Power Transmission).

3.1.1.2. Máy phát điện và động cơ điện siêu dẫn.

3.1.1.3. Bình tích trữ năng lượng từ siêu dẫn (Superconducting Magnetic Energy Storage – SMES).

3.1.2. Máy gia tốc hạt (Particle Accelerators)

3.1.3. Lò phản ứng nhiệt hạch từ (Magnetic fusion reactors)

3.2. Ứng dụng hiệu ứng Meissner: Hiệu ứng nâng.

3.2.1. Ôtô điện (Electric Automobils)

3.2.3. Tách chiết từ (Magnetic Separation).

3.2.4. Các giá đỡ từ.

3.2.5. Các màn chắn từ.

3.3. Ứng dụng hiệu ứng lượng tử: Điện tử học siêu dẫn.

3.3.1. Cảm biến đo từ thông ba chiều (Three Dimensinal Flux Sensors)

3.3.2. Thiết bị thu phát sóng Viba

3.3.3. Thiết bị dò sóng milimet (Milimet waves delector).

3.3.4. Máy phát sóng tần số Terahertz (THz).

3.3.5. Thế chuẩn (Voltage Standard).

3.3.6. Thiết bị xử lý tín hiệu (Signal Processors).

Phát triển các máy xử lý tín hiệu tốc độ cao bằng việc sử dụng chất siêu dẫn nhiệt độ cao. Máy này hoạt động với độ nhạy gấp 50 lần các thiết bị sử lý tín hiệu thông thường.

3.3.7. Đầu dò bức xạ (Radiation Detectors)

Các chất siêu dẫn nhiệt độ cao để chế tạo các máy dò bức xạ tia cực tím và sóng micro. Máy này đạt được độ nhạy ở bậc cao nhất.

3.3.8. Công tắc quang học

PHẦN 3: KẾT LUẬN

Tải xuống tài liệu học tập PDF miễn phí

I. Bài tập lớn Nhập môn cơ điện tử

II. Phần I

III. Tìm hiểu hệ thống nhận dạng phôi bằng PLC S7-1200

A. Trạm thử nghiệm hệ thống nhận dạng phôi tách lọc phôi bằng PLC

1. Cấu trúc trạm Y – 0044C s7

2. 2. Nguyên lí hoạt động

IV. Phần II

V. Xây dung mô hình hệ thống nhận dạng phôi

VI. Phần III

17	5	10	15	20	25	30	0	0
18	35	40	45	50	55	60	0	0
19	65	70	75	80	85	0	0	90
20	90	85	80	75	0	0	70	65
21	60	55	50	0	0	45	40	35
22	30	25	0	0	20	15	10	5
23	5	0	0	15	25	35	45	55
24	0	0	10	20	30	40	50	60
25	65	0	0	70	75	80	85	90
26	35	40	0	0	45	50	55	60
27	5	10	15	0	0	20	25	30
28	10	20	30	40	0	0	50	60
29	5	15	25	35	45	0	0	55
30	15	25	35	45	55	65	0	0
31	25	35	45	55	0	65	75	0
32	35	0	45	55	0	65	75	85

33	10	20	30	0	0	40	50	60
34	20	0	30	40	0	50	60	70
35	30	40	0	50	60	0	70	80
36	40	0	50	60	0	70	80	90
37	5	15	0	25	0	35	45	55
38	0	15	25	35	45	0	55	65
39	25	0	35	0	45	55	65	75
40	35	45	0	55	65	0	75	85
41	0	10	0	20	30	40	50	60
42	20	0	30	40	50	60	70
43	30	40	50	0	0	60	70	80
44	0	40	50	0	60	70	80	90
45	5	0	10	15	20	0	25	30
46	15	25	0	35	45	0	55	65
47	25	35	45	55	65	0	0	75
48	40	0	50	60	0	70	80	90
49	0	5	15	25	0	35	45	60
50	10	20	0	30	40	0	50	55
51	5	0	25	35	45	0	55	75
52	55	60	0	0	65	75	70	60
53	40	0	45	50	0	55	60	65
54	45	50	55	60	65	0	0	75
55	5	15	25	0	0	35	45	55
56	15	25	35	45	0	0	55	65
57	5	10	15	20	0	0	25	30
58	15	0	0	35	55	75	95	5
59	25	35	0	45	55	0	65	75
60	0	10	20	0	30	40	50	60
61	30	0	25	20	0	15	10	5
62	35	40	0	45	50	0	55	60
63	90	85	80	0	75	70	0	65
64	0	5	25	45	0	65	85	90