Category: Công Nghệ – Môi Trường

  • 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

    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

    Đ

    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 TC). 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 BaPb1-xBixO3 (x = 0,25) có TC 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 TC 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 Ba0.75La4.25Cu5O4(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 TC 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 (La0.85Ba0.15)2CuO4- có cấu trúc Perovskite loại K2NiF4 TC cỡ 30K. Nhóm Houston đã nghiêm cứu hiệu ứng áp suất cao ở hợp chất gốm này và tìm thấy TC tăng 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

    TC ~ 42,5K trong hợp chất (La0.9Sr0.1)Cu4-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 KxC60 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 TC 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 TC = 13 – 17K. Mặc dù TC 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
    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 NaxWO3 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

    TC = 11K. Năm 1975, Sleight và đồng nghiệp đã tìm ra siêu dẫn có trong BaPb1-xBixO3. 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 TC 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 TC ở trên sẽ có thể tìm kiếm các vật liệu siêu dẫn có TC 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 La2-xBaXCuO4 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 YBa2Cu3O7-. 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 YBa2Cu3O7-(gọi là Y-123) có nhiệt độ chuyển pha TC > 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 TC.

    Tại thời điểm này, một số nhà nghiên cứu khác trên thế giới cũng độc lập tìm ra siêu dẫn R-123 có TC > 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:

    BiSr2Can-1CunO2n+4    (gọi tắt là Bi-22(n-1)n với n=1,2,3,…)

    Tl2Ba2Can-1CunO2n+4  (gọi tắt là Tl-22(n-1)n với n=1,2,3,…)

    HgBa2Can-1CunO2n+4  (gọi tắt là Hg-12(n-1)n với n=1,2,3,…)

    CuBa2Can-1CunO2n+4   (gọi tắt là Cu-12(n-1)n với n=1,2,3,…)

    A1-xBaxCuO2 (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 TC 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(TlBa2Cu3Ox) 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 TC = 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 TC = 94K. Schiling và đồng nghiệp thay n = 2,3 trong

    Hg-12(n-1)n đã làm tăng TC  = 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 TC bằng cách thay đổi A liên tiếp đến nhóm IB như Au hoặc Ag và TC 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 HC (T), sự tăng – giảm entropy…

    + Nghiên cứu các chất từ: Đo hệ số tự hóa, đường cong từ trễ, từ trường tới hạn dưới (HC1), từ trường tới hạn trên (HC2), 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 < TC đối với từng hợp chất khác nhau và TC 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 < TC. 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 HC, HC1, HC2. Ứng với mỗi vật liệu có một giá trị mật độ dòng tới hạn JC. 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 TN = 500K, với chất siêu dẫn chứa (RE) thì TN = 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 TC 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 La2-xBaxCuO4 hoặc La2-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 TC 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 La2-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 YBa2Cu3O7-y

    Sau khi phát minh và khẳng định, siêu dẫn trong hệ hợp chất YBa-Cu-O có nhiệt độ chuyển pha TC » 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: Bi2Sr2Can-1CunOy với n = 1,2,3. Hợp thức này tồn tại ba hệ siêu dẫn gồm các hợp phần sau đây:

    + Hệ Bi2Sr2Cu1O6+x có TC = 7 – 22K (khi n=1). Trong hệ này pha siêu dẫn chính gọi là Bi(2201).
    + Hệ Bi2Sr2Ca1Cu2O8+x với TC = 80 – 90K (khi n=2). Trong hệ này pha siêu dẫn chính gọi là Bi(2212).

    + Hệ Bi2Sr2Ca2Cu3O10+x có TC = 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 TC trong vùng nhiệt độ 30-40K (hợp chất siêu dẫn 30-40K); hợp chất siêu dẫn nhiệt độ cao có nhiệt độ chuyển pha TC trong vùng nhiệt độ 80-90K (hợp chất siêu dẫn 80-90K); hợp chất siêu dẫn nhiệt độ cao có nhiệt độ chuyển pha TC 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 TC, ở từ trường nhỏ hơn từ trường tới hạn HC và dòng điện nhỏ hơn dòng tới hạn IC.

    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 (Bin = 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,  < Ho <  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 ; Bin = 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 < Ic) 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 Jc trong từ trường B trong các thiết bị tương ứng

    Các ứng dụng B(T) Jc(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 (Tlv) 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.

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

    học quốc gia TP. Hồ Chí Minh, 2002.

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

    Nhà xuất bản bách khoa Hà Nội, 2008.

    1. Nguyễn Nhật Khanh, Siêu dẫn – Hiện tượng đầy bí ẩn, Nhà xuất bản giáo dục, 2000.
    2. Nguyễn Huy Sinh, Vật lý siêu dẫn, Nhà xuất bản giáo dục, 2005.
    3. http://www.hppc.evn.com.vn/…/160-truyn-ti-in-vi-cong-ngh-sieu-dn.html
    4. http://www.quocphong.baodatviet.vn › … › Khoa học – Công nghệ › Khoa học 24h
    5. http://www.khoahocviet.org › … › Vật Lý Học › Vật Lý Và Đời Sống
    6. http://www.may-phat-dien-gia-re.blogspot.com/…/may-phat-ien-voi-chat- sieu…
    7. http://www.hiendaihoa.com/…/su-dung-chat-sieu-dan-cho-thiet-bi-han-che…
    8. http://www.vatlyvietnam.org › … › Vật lý chất rắn, Vật liệu, Laser.
    9. http://www.bkeps.com/…/nhung-tien-bo-ky-thuat-trong-cong-nghe-truyentai
    10. http://www.vi.m.wikipedia.org/wiki/Từ_kế_mẫu_rung
    11. http://www.khoahoc.com.vn › … › Phát minh khoa học › Thế giới
    12. http://www.vi.wikipedia.org/wiki/Giải_Nobel_Vật_lý
    13. 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]


  • 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)

    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 350-380oC 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 ni 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:

    xH, xC, xO, xN, xS: 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 T – 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 Tvào>T1 và lượng nhiệt lấy đi trong thiết bịlàm nguội thường có nhiệt độ Tra<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 Qvào 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]


  • Bài tập lớn Mã hóa và điều chế

    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.

    1. 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.

    1. 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 F0 có 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 A2 tương 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: fASK = 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).

    M

    @

    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

     
       
    1
    1
    1

    S(t)

    0               0                    t

    0

                                     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= 2N

    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.

    1. 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 1800 nghĩa là:

    Bít “0” tương ứng với góc pha sóng mang là 00.

    Bít “1” tương ứng với góc pha sóng mang là 1800.

    Ta có biểu thức toán học:

    U0 (t)= Um cos (w0t + 00 + j0)

    U1(t)= Um cos (w0t + 1800 + j0)

    Với j0:  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 1800 và ứng với mỗi thời điểm chuyển đổi pha luôn kèm theo sự chuyển biên độ trong một thời gian ngắn.

    1. 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 fc có góc pha thay đổi là 00 và 180(ứng với sin w0 (t)) kênh này gọi là kênh B. Còn luồng B cũng được điều chế với sóng mang fc nhưng có góc pha chậm hơn 900 ( cos w0 (t)) như vậy góc pah của tín hiệu này sau điều chế là 900   2700, 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)= Um cos (w0t + p/4 + j0)

    U01 (t)= Um cos (w0t + 3p/4 + j0)

    U11 (t)= Um cos (w0t + 5p/4 + j0)

    U10 (t)= Um 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.

    1. 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.

    1. 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 S1 và S2, ở một thời điểm bất kỳ cặp bít S1 và s2 có thể trình bày một trong 4 trạng thái (00, 01, 11, 10), do vậy khi lấy mẫu S1 và S2 đồng thời ở các thời điểm t1 đến 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

    1. Bài giảng Vi ba số- Nguyễn Tấn Nhân- Trung tâm đào tạo Bưu chính viễn thông II-1997.
    2. Cơ sở thiết bị thông tin vi ba- Trường Sỹ quan CHKT Thông tin- 1998.
    3. Thiết bị Vi ba số AWA- Trung tâm đào tạo Bưu chính Viễn thông II.
    4. 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]
  • Bài tập lớn Cơ điện tử Hệ thống tự động cung cấp, gia công, kiểm tra và phân loại phôi dùng PLC

    Bài tập lớn Cơ điện tử Hệ thống tự động cung cấp, gia công, kiểm tra và phân loại phôi dùng PLC

    Bài tập lớn Cơ điện tử Hệ thống tự động cung cấp, gia công, kiểm tra và phân loại phôi dùng PLC

    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 Quản trị Ngân hàng Đánh giá hoạt động quản trị danh mục đầu tư và trạng thái thanh khoản của 1 NHTM Việt Nam trong giai đoạn gần đây


    [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-%C4%91i%E1%BB%87n-t%E1%BB%AD-H%E1%BB%87-th%E1%BB%91ng-t%E1%BB%B1-%C4%91%E1%BB%99ng-cung-c%E1%BA%A5p-gia-c%C3%B4ng-ki%E1%BB%83m-tra-v%C3%A0-ph%C3%A2n-lo%E1%BA%A1i-ph%C3%B4i-d%C3%B9ng-PLC.pdf[/pdfviewer]

    Tải ngay đề cương bản PDF tại đây: Bài tập lớn Cơ điện tử Hệ thống tự động cung cấp, gia công, kiểm tra và phân loại phôi dùng PLC

    Bài tập lớn Cơ điện tử: Hệ thống tự động cung cấp, gia công, kiểm tra và phân loại phôi dùng PLC

    I.KHÁI QUÁT CHUNG

    Hiện nay ở Việt Nam kỹ thuật Vi điều khiển và kỹ thuật điều khiển dùng PLC đã phát triển rộng rãi và được ứng dụng rất nhiều trong lĩnh vực tự động hóa trong công nghiệp.Trong đó hệ thống tự động kiểm tra và phân loại phôi dùng PLC Siemens S7-1200 là một trong số đó

    Hình 1: Hình ảnh mô hình hệ thống

    1.PLC Siemens S7-1200 là CPU có tiêu chuẩn đầu ra kỹ thuật số đầu ra 10-bit    và tiêu chuyển đầu vào kỹ thuật số 14-bit và 2 đầu vào kỹ thuật tương tự (Analog)

    Các thành phần của PLC S7-1200 bao gồm:

    – 3 bộ điều khiển nhỏ gọn với sự phân loại trong các phiên bản khác nhau giống như điều khiển AC hoặc DC phạm vi rộng

    – 2 mạch tương tự và số mở rộng điều khiển module trực tiếp trên CPU làm giảm chi phí sản phẩm

    – 13 module tín hiệu số và tương tự khác nhau

    – 2 module giao tiếp RS232/RS485 để giao tiếp thông qua kết nối PTP

    – Bổ sung 4 cổng Ethernet

    – Module nguồn PS 1207 ổn định, dòng điện áp 115/230 VAC và điện áp 24 VDC

    Hình 2:PLC S7-1200

    2.Mô hình hệ thống kiểm tra và phân loại phôi

    Bao gồm hệ thống cảm biến(sensor) với nhiều loại cảm biến khác nhau,và các cơ cấu cơ khí như xi lanh khí nén,băng tải..,

    1. Thiết bị cảm biến quang học (Optical sensor)
    2. Thiết bị cảm biến quang học (Optical sensor)
    3. Thiết bị cảm biến chiều cao (Distance sensor)
    4. Thiết bị cảm biến màu sắc (Contrast sensor)
    5. Thiết bị cảm biến kim loại (Metal sensor)
    6. Xi lanh khí nén 1 chiều
    7. Động cơ bánh răng 1 chiều
    8. Bộ phản xạ
    9. Các kênh vật liệu

    Từ mô hình trên ta có thể khái quát lên sơ đồ làm việc của cụm như sau:

    Nguyên lý làm việc: Khi có vật thì bộ phận cảm biến (Sensor) báo tín hệu về cho bộ điều khiển (Controller),khi đó bộ điều khiển sẽ xử lý thông tin và sẽ điều khiển các cơ cấu chấp hành (Actuator) làm việc theo yêu cầu đặt ra khi nào cơ cấu chấp hành đưa vật liệu tới vị trí cảm biến thì cảm biến lại nhận  và đo tín hiệu và lại phát tím hiệu về bộ điều khiển cứ tuần tự như vậy bộ điều khiển lại xử lý thông tin tiếp và đưa ra tín hiệu điều khiển cơ cấu chấp hành theo chu kỳ khép kín như vậy.Ở đây ta nghiên cứu sâu về bộ cảm biến đo chiều cao (Distance Sensor )

    II: THÔNG TIN CẢM BIẾN CHIỀU CAO (DISTANCE SENSOR)

    Loại cảm biến chiều cao được sử dụng trong mô hình hệ thống kiểm tra và phân loại phôi này là cảm biến của hãng PEPPERL+ FUCHS

    Thông tin:

    Tên nhà sản xuất: PEPPERL+FUCHS

    • Model Number: UB300-18GM40A-U-V1
    • Mô tả sản phẩm: Hệ đầu đơn
    • Phạm vi cảm biến (Ngưỡng):35-300 mm
    • Phạm vi điều chỉnh:50-300mm
    • Vùng chết (Dead Band):0-35 mm
    • Tấm tiêu chuẩn: 100 mm x 100 mm
    • Độ trễ (Response delay): 50 ms
    • Điện áp làm việc :10-30 V
    • Dòng điện không tải: ≤ 20 mA
    • Input: Có 1 chương trình đầu vào

    Giới hạn thấp A1:-…+1 V

    Giới hạn cao A2: 4 V…

    Trở kháng đầu vào: > 4.7 kΩ

    Khoảng xung: ≥ 1 s

    • Output: Tín hiệu tương tự (Analog):0-10 V
    • Lắp đặt mặc định: Giới hạn A1:50 mm

    A2:300 mm

    • Độ phân giải: 0.4 mm ở khoảng cảm biến tối đa
    • Ảnh hưởng của nhiệt độ: ± 1.5% giá trị
    • Nhiệt độ làm việc tốt nhất: -25 … 70 °C (-13 … 158 °F)
    • Nhiệt độ bảo quản: -40 … 85 °C (-40 … 185 °F)

    Hình 4:Bản vẽ cả biến chiều cao(Distance sensor )

    Hình 5: Biểu đồ đo lường của cảm biến

    Đầu vào chương trình Liên Kết Đầu ra PLC
    1 Động cơ băng tải Band Rotate X Q 0.0 Đàu ra KTS
    2 Tiến/Lùi băng tải Band Forw/Back X Q 0.1
    3 1.Thiết bị chia tách 1.Separator Off X Q 0.2
    4 2.Thiết bị chia tách 2.Separator Off X Q 0.3
    5 3.Thiết bị chia tách 3.Separator Off X Q 0.4
    6 Đèn cảnh báo xanh Green Warning X Q 0.5
    7 Đèn cảnh báo vàng Yellow Warning X Q 0.6
    8 Đèn cảnh báo đỏ Red Warning X Q 0.7
    9 Đèn hệ thống sẵn sàng System Ready X Q 1.0
    10 —-     Q 1.1
            AQ0(V) Đầu ra Alnalog
            AQ0(I)
            M
    Đầu ra hệ thống Liên Kết Đầu vào PLC
    1 Nút khởi động Start Button X I 0.0 Đầu ra KTS
    2 Nút dừng Stop Buton X I 0.1
    3 Vật liệu đến Material Arrive X I 0.2
    4 Dừng vật liệu Material Stop X I 0.3
    5 Cảm biến chiều cao Distance Sensor X AI0
    6 Cảm biến màu sắc Contrast Sensor X I 0.4
    7 Cảm biến kim loại Metal Sensor X I 0.5
    8 —-     I 0.6
    9 —-     I 0.7
    10 —-     I 1.0
    11 —-     I 1.1
    12 —-     I 1.2
    13 —-     I 1.3
    14 —-     I 1.4
    15 —-     I 1.5
    5 Cảm biến chiều cao Distance Sensor X AI0 Đầu ra Ânlog
      —-     AI1
      —-     M

    Bảng các cổng của PLC

    Dựa vào bảng trên ta có thể thấy cảm biến đo chiều cao được nối vào cổng AI0 của PLC và cổng AI0 của PLC là cổng vào tín hiệu tương tự.


    Tải xuống tài liệu học tập PDF miễn phí

    [sociallocker id=”19555″] Tải Xuống Tại Đây [/sociallocker]
  • Bài tập lớn Suy giảm tài nguyên rừng ở Hà Tĩnh

    Bài tập lớn Suy giảm tài nguyên rừng ở Hà Tĩnh

    Bài tập lớn Suy giảm tài nguyên rừng ở Hà Tĩnh

    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 Kĩ thuật chế tạo 1 Phương pháp luyện kim bột


    [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-Suy-gi%E1%BA%A3m-t%C3%A0i-nguy%C3%AAn-r%E1%BB%ABng-%E1%BB%9F-H%C3%A0-T%C4%A9nh.pdf[/pdfviewer]

    Tải ngay đề cương bản PDF tại đây: Bài tập lớn Suy giảm tài nguyên rừng ở Hà Tĩnh

    LỜI NÓI ĐẦU

    &œ

    Rừng là tài nguyên quý giá của đất nước ta, rừng không những là cơ sở phát triển kinh tế – xã hội mà còn gĩư chức năng sinh thái cực kỳ quan trọng, rừng tham gia vào quá trình điều hoà khí hậu, đảm bảo chu chuyển oxy và các nguyên tố cơ bản khác trên hành tinh, duy trì tính ổn định và độ màu mỡ của đất, hạn chế lũ lụt, hạn hán, ngăn chặn xói mòn đất, làm giảm nhẹ sức tàn phá khốc liệt của các thiên tai, bảo tồn nguồn nước và làm giảm mức ô nhiễm không khí. Nhưng ngày nay, nguồn tài nguyên quý giá đó đang dần bị suy thoái. Những năm qua, nạn phá rừng, mất rừng ngày càng nghiêm trọng, hàng ngàn diện tích ha rừng càng bị thu hẹp lại. Mất rừng và suy thoái rừng gây nên hiện tượng sa mạc hoá và làm nghèo đất tại nhiều địa phương trong đó có Hà Tĩnh. Tình trạng đó đã tạo ra hàng loạt các tác động tiêu cực và thách thức sự phát triển kinh tế, xã hội và môi trường như gây lũ lụt, hạn hán gây khó khăn trong việc cung ứng lâm sản, làm giảm diện tích đất trồng khiến tình trạng nghèo đói và thất nghiệp ở nhiều khu vực càng đáng lo ngại hơn, đặc biệt suy thoái rừng làm phá vỡ các hệ sinh thái quan trọng.

    Đề tài: SUY GIẢM TÀI NGUYÊN RỪNG Ở HÀ TĨNH

    A. PHẦN MỞ ĐẦU

    1. Lí do chọn đề tài
    • Tài nguyên rừng là một tài nguyên quan trọng đối với môi trường hệ sinh thái.
    • Diện tích rừng ở Hà Tĩnh hiện đang suy giảm cả về số lượng và chất lượng.
    1. Giới hạn đề tài
    • Về nội dung: Tìm hiểu về thực trạng suy giảm tài nguyên rừng ở Hà Tĩnh nguyên nhân cùng các giải pháp khắc phục.
    • Về không gian: Các địa phương có rừng tập trung trên địa bàn Hà Tĩnh.
    • Về thời gian: Tìm hiểu về tài nguyên rừng ở Hà Tĩnh từ trước đến tháng 6 năm 2013.
    1. Mục đích nghiên cứu

    Thực trạng suy giảm tài nguyên rừng tại Hà Tĩnh, nguyên nhân và giải pháp khắc phục.

    1. Quan điểm nghiên cứu
    • Quan điểm lãnh thổ: Dựa theo sự phân hóa rừng tại Hà Tĩnh, phạm vi nghiên cứu chủ yếu ở các vùng có rừng tập trung như: huyện Hương Sơn, huyện Vũ Quang, huyện Hương Khê, thị xã Hồng Lĩnh…
    • Quan điểm sinh thái môi trường: Áp dụng để xây dựng các mô hình trồng rừng, cách thức quản lí rừng bền vững nhằm phát triển thuận lợi / hiệu quả cao về kinh tế và môi trường ở giai đoạn hiện tại và trong tương lai đồng thời loại bỏ các thành phần sinh học phát triển không thuận lợi hoặc không đem lại hiệu quả kinh tế và môi trường như mong muốn.
    • Quan điểm phát triển bền vững: Tôn trọng quy luật phát triển tự nhiên với ba nội dung là: bền vững về sinh thái ( không làm ảnh hưởng đến môi trường ), bền vững về kinh tế ( hiệu quả kinh tế cao và lâu dài ), bền vững về xã hội ( được cộng đồng xã hội chấp nhận ).
    1. Phương pháp nghiên cứu

    Phựơng pháp bản đồ:

    • Sử dụng bản đồ địa hình của Hà Tĩnh để tìm hiểu các đặc điểm về độ cao, độ dốc, sự phân bố các dãy núi.
    • Sử dụng bản đồ địa lý tự nhiên của tỉnh Hà Tĩnh để tìm hiểu, nghiên cứu các đặc điểm về tự nhiên…
    • Sử dụng bản đồ hành chính của tỉnh Hà Tĩnh để biết sự phân bố dân cư, vị trí các cộng đồng dân cư có rừng.
    • Vận dụng bản đồ vào việc nghiên cứu trực tiếp các điều kiện địa lý tự nhiên và hoàn cảnh kinh tế – xã hội tại các cộng đồng dân cư có rừng để làm cơ sở xây dựng các mô hình quản lý rừng bền vững.

    Phương pháp thu thập thông tin, thống kê số liệu, xử lý tài liệu:

    • Thu thập các thông tin, các báo cáo chuyên đề, các bảng số liệu vể tài nguyên rừng ở các cơ quan, ban nghành liên quan.
    • Phương pháp thu thập thông tin thực hiện với mục đích thu thập các nguồn thông tin có liên quan đến TN rừng ( chủ yếu tại Hà Tĩnh ).
    • Vận dụng phương pháp vào tìm kiếm các thông tin còn thiếu hay chưa đồng bộ trong các tài liệu đã thu thập được ( về tài nguyên rừng tại Hà Tĩnh… ), thực trạng phát triển kinh tế xã hội và nét đặc trưng của cộng đồng dân cư sinh sống trên địa bàn có rừng dẫn đến tình trạng chặt phá rừng.

    Phương pháp nghiên cứu thực địa:

    • Kiểm tra trên thực tế những thông tin đã thu thập được qua nghiên cứu tài liệu trong phòng.
    • Nghiên cứu trực tiếp các đặc điểm của TN rừng tại Hà Tĩnh nhằm nêu lên thực trạng về tài nguyên rừng nơi đây và đặc điểm của các cộng đồng dân cư xung quanh khu vực có rừng.

    B. NỘI DUNG

    CHƯƠNG 1: THỰC TRẠNG TÀI NGUYÊN RỪNG Ở HÀ TĨNH

    1. Các khái niệm liên quan
      • Rừng là gì?
    • Rừng là một tổng thể cây gỗ, có mối liên hệ lẫn nhau, nó chiếm một phạm vi không gian nhất định ở mặt đất và trong khí quyển (Morozov 1930).Rừng chiếm phần lớn bề mặt Trái Đất và là một bộ phận của cảnh quan địa lý.
    • Rừng là một bộ phận của cảnh quan địa lý, trong đó bao gồm một tổng thể các cây gỗ, cây bụi, động vật và vi sinh vật. Trong quá trình phát triển của mình chúng có mối quan hệ sinh học và ảnh hưởng lẫn nhau và với hoàn cảnh bên ngoài (M.E. Tcachenco 1952).
    • Rừng là sự hình thành phức tạp của tự nhiên, là thành phần cơ bản của sinh quyển địa cầu.
      • Tài nguyên rừng gồm những gì?
      • Nguồn gỗ quý, củi đốt…
      • Điều hòa khí hậu, tạo nguồn Oxi cung cấp cho trái đất.
      • Điều hòa nước.
      • Là nơi cư trú của động- thực vật và tàng trữ các nguồn gen quý hiếm.
      • Suy giảm tài nguyên rừng là gì?
    • Suy giảm tài nguyên rừng là hiện tượng suy giảm,do con người gây ra làm giảm trữ lượng lâm sản tại các vùng rừng trong một thời gian nhất định.
    1. Nêu khái quát về tài nguyên rừng
    2. Thực trang tài nguyên rừng ở Việt Nam

    – Việt Nam là một nước nhiệt đới nằm ở vùng Đông Nam Á, có tổng diện tích lãnh thổ khoảng 331.700 km2, kéo dài từ 9- 23 độ vĩ  bắc, trong đó diện tích rừng và đất rừng là 20 triệu héc ta, chiếm khoảng 20% diện tích toàn quốc (Tổng cục thống kê năm 1994).

    • Trước đây, rừng chiếm diện tích khoảng 60 triệu km2.
    • Năm 1973 còn 37,37 triệu km2.
    • Hiện nay diện tích rừng ngày càng giảm, chỉ còn khoảng 29 triệu km2.

    + Ở Việt Nam:

    • Vào năm 1943 có khoảng 14 triệu ha, tỉ lệ che phủ 43% diện tích.
    • Năm 1976 còn 11 triệu ha, tỉ lệ che phủ còn 34%.
    • Năm 1985 còn 9.3 triệu ha, tỉ lệ che phủ còn 30%.
    • Năm 1995 còn 8 triệu ha, tỉ lệ che phủ còn 28%.
      • Ngày nay chỉ còn khoảng 7.8 triệu ha và chiếm 23,6% diện tích, tức là tới mức báo động cân bằng 3%.

     b1. Khái quát về điều kiện tự nhiên tỉnh Hà Tĩnh

     

    – Vị trí:

    • Hà Tĩnh trải dài từ 17°54’ đến 18°50’ vĩ Bắc và từ 103°48’ đến 108°00’ kinh Đông. Phía bắc giáp tỉnh Nghệ An, phía nam giáp tỉnh Quảng Bình, phía tây giáp hai tỉnh Borikhamxay và Khammuane của Lào, phía đông giáp biển Đông.

    – Địa hình:

    • Hà Tĩnh cách thủ đô Hà Nội 340 km về phía nam, ở phía đông dãy Trường Sơn với địa hình hẹp, dốc và nghiêng từ tây sang đông. Phía tây tỉnh là những dãy núi cao 1.500 m, đỉnh Rào Cọ 235 m, phía dưới là vùng đồi thấp giống bát úp; tiếp nữa là dải đồng bằng nhỏ hẹp chạy ra biển; sau cùng là những bãi cát ven biển cùng với nhiều vũng, vịnh, tiêu biểu là cảng biển nước sâu Vũng Áng và bãi biển Thiên Cầm.

    – Khí hậu:

    • Nằm trong khu vực nhiệt đới gió mùa, ngoài ra Hà Tĩnh còn chịu ảnh hưởng của khí hậu chuyển tiếp của miền Bắc và miền Nam, với đặc trưng khí hậu nhiệt đới điển hình của miền Nam và có một mùa đông giá lạnh của miền Bắc, nên thời tiết, khí hậu rất khắc nghiệt. Hàng năm, Hà Tĩnh có bốn mùa rõ rệt:
    • Mùa mưa: Mưa trung bình hằng năm từ 2500 ly đến 2650 ly. Hạ tuần tháng 8, tháng 9 và trung tuần tháng 11 lượng mưa chiếm 54% tổng lượng mưa cả năm. Vào thời gian này hàng năm Hà Tĩnh thường hứng chịu những cơn bão từ biển Đông gây nên lũ lụt.
    • Mùa khô: Từ tháng 12 đến tháng 7 năm sau. Đây là mùa nắng gắt, có gió Tây Nam (thổi từ Lào) khô, nóng, lượng bốc hơi lớn.

    b2. Khái quát về tài nguyên rừng Hà Tĩnh

    • Rừng tự nhiên thường gặp là kiểu rừng nhiệt đới, vùng núi cao có thể gặp các loại rừng lá kim á nhiệt đới. Rừng trồng phần lớn là thông nhựa, hiện có trên 18000 ha trong đó có trên 7000 ha có khả năng khai thác, Hà Tĩnh là một trong những tỉnh có trữ lượng rừng giàu của cả nước (trữ lượng rừng trồng đạt 2.545.680 m3, trữ lượng rừng tự nhiên đạt 23.494.420 m3).
    • Thảm thực vật rừng Hà Tĩnh rất đa dạng, có trên 86 họ và 500 loài cây gỗ. Trong đó có nhiều loại gỗ quý như lim xanh, sến, táu, đinh, gụ, pơmu… và nhiều loài thú quý hiếm như hổ, báo, hươu đen, dê sừng thẳng, trĩ, gà lôi và các loài bò sát khác.
    • Đặc biệt có Vườn Quốc gia Vũ Quang (ở huyện Vũ Quang và Hương Khê) có khoảng 300 loại thực vật và nhiều loại động vật quý hiếm. Đã phát hiện được 2 loại thú quý hiếm là Sao La và Mang Lớn. Rừng Vũ Quang có địa hình núi cao hiểm trở, tách biệt với xung quanh, khí hậu nhiệt đới ẩm rất thuận lợi cho các loại động, thực vật phát triển. Đây là khu rừng nguyên sinh quý hiếm còn có ở Việt Nam là một trong những hệ sinh thái có giá trị kinh tế, khoa học và cảnh quan.
    • Khu Bảo tồn thiên nhiên Kẻ Gỗ cũng là một địa điểm có giá trị cao, theo số liệu điều tra, tại đây có hơn 414 loài thực vật, 170 loài thú, 280 loài chim, trong đó có 19 loài chim được ghi vào sách đỏ Việt Nam.

    Ngoài ra, hệ sinh thái rừng ngập mặn ven biển Hà Tĩnh cũng khá phong phú, có nhiều loại thực động vật thuỷ sinh có giá trị kinh tế cao. Tập trung phần lớn ở khu vực các cửa sông lớn như Cửa Hội, Cửa Sót, Cửa Nhượng, Cửa Khẩu… (Theo  Sở Tài nguyên Môi trường tỉnh Hà Tĩnh ). 

    1. Vai trò của tài nguyên rừng

    + Rừng là hệ sinh thái đa dạng và giàu có nhất trên cạn, đặc biệt là rừng ẩm nhiệt đới.

    • Cung cấp lâm sản, đặc sản phục vụ cho nhu cầu tiêu dung cho xã hội, trước hết là gỗ và lâm sản ngoài gỗ.
    • Cung cấp động vật, thực vật là đặc sản phục vụ nhu cầu tiêu dùng của các tầng lớp dân cư.
    • Cung cấp nguyên liệu cho công nghiệp, cho xây dụng cơ bản.
    • Cung cấp dược liệu quý phục vụ nhu cầu chữa bệnh và nâng cao sức khỏe cho con người.
    • Cung cấp lương thực, nguyên liệu chế biến thực phẩm… phục vụ nhu cầu đời sống xã hội…

    + Vai trò phòng hộ, bảo vệ môi trường sinh thái:

    • Phòng hộ đầu nguồn, giữ đất, giữ nước, điều hòa dòng chảy, chống xói mòn rửa trôi thái hóa đất, chống bồi đắp song ngòi, hồ đập, giảm thiểu lũ lụt, hạn chế hạn hán, giữ gìn được nguồn thủy năng lớn cho các nhà máy thủy điện.
    • Phòng hộ ven biển, chắn song, chắn gió, chống cát bay, chống sự xâm nhập của nước mặn…bảo vệ đồng ruộng và khu dân cư ven biển…
    • Phòng hộ khu công nghiệp và khu đô thị, làm sạch không khí, tăng dưỡng khí, giảm thiểu tiếng ồn, điều hòa khí hậu tạo điều kiện cho công nghiệp phát triển.
    • Phòng hộ đồng ruộng và khu dân cư: giữ nước, cố định phù sa, hạn chế lũ lụt và hạn hán, tăng độ ẩm cho đất…
    • Bảo vệ các khu di tích lịch sử, nâng cao giá trị cảnh quan và du lịch…
      • Rừng còn là đối tượng nghiên cứu của nhiều lĩnh vực khoa học, đặc biệt là nơi dự trự sinh quyển bảo tồn các nguồn gen quý hiếm.

    + Vai trò xã hội:

    Là nguồn thu nhập chính của các đồng bào dân tộc miền núi, là cơ sở quan trọng để phân bố dan cư, điều tiết lao động xã hội, góp phần xóa đói giảm nghèo cho xã hội…

    + Vai trò của rừng trong cuộc sống:

    • Nếu như tất cả thực vật trên Trái Đất đã tạo ra 53 tỷ tấn sinh khối (ở trạng thái khô tuyệt đối là 64%) thì rừng chiếm 37 tỷ tấn (70%). Và các cây rừng sẽ thải ra 52,5 tỷ tấn (hay 44%) dưỡng khí để phục vụ hô hấp cho con người, động vật và sâu bọ trên Trái Đất trong khoảng 2 năm (S.V. Belov 1976).
    • Rừng là thảm thực vật của những thân cây gỗ trên bề mặt Trái Đất,giữ vai trì to lớn đối với con người như: cung cấp nguồn gỗ củi, điều hòa khí hậu, tạo ra Oxy, điều hòa nước, nơi cư trú động thực vật và tàng trữ các nguồn gen quý hiếm.
    • Một ha rừng hằng năm tạo nên sinh khối khoảng 300 – 500 kg, 16 tấn Oxy ( rừng thông 30 tấn, rừng trồng 3 – 10 tấn).
    • Mỗi người một năm cần 4.000 kg Oxy, tương ứng với lượng Oxy do 1.000 – 3.000 m2 cây xanh tạo ra trong một năm.
    1. Thực trạng và cách thức quản lý tài nguyên rừng nơi đây
    • Tổng diện tích đất lâm nghiệp 364.655,5 ha, trong đó:
    • Đất có rừng: 302.567,9 ha, gồm: rừng tự nhiên: 209.887,5 ha, rừng trồng: 92.680,4 ha.
    • Đất chưa có rừng: 62.087,6 ha.

    Trữ lượng rừng:

    • Tổng trữ lượng rừng toàn tỉnh là 26.040.100 m3 gỗ và 32.443 ngàn cây tre, nứa, trong đó: rừng tự nhiên: 23.494.420 m3 gỗ và 31.857 ngàn cây tre, nứa; rừng trồng: 2.545.680 m3 gỗ .

    Hiện trạng quy hoạch 3 loại rừng:

    • Rừng đặc dụng: 74.597,9 ha; rừng phòng hộ: 118.310,2 ha; rừng sản xuất: 171.747,4 ha.

    4.1. Rừng phòng hộ

    4.1.a. Rừng phòng hộ đầu nguồn

    Diện tích rừng trồng phòng hộ đầu nguồn từ 1999 đến 2004

    • Tổng diện tích rừng trồng phòng hộ trong dự án trồng mới 5 triệu ha rừng của tỉnh Hà Tĩnh từ năm 1999 đến 2004 là 11.493,6ha thì có 11.375ha thành rừng và 118,6ha (1,03%) không thành rừng do bị chuyển đổi mục đích sử dụng, trâu bò phá hoại, bị sạt lở đất và tỷ lệ sống thấp.
    • Như vậy có tới 98,07% diện tích rừng trồng thành rừng và mỗi năm trồng mới được 1485-2500 ha rừng trong chương trình trồng mới 5 triệu ha rừng.

    Cơ cấu cây trồng rừng phòng hộ đầu nguồn từ 1999 đến 2004

    • Trong tổng 11.375ha rừng trồng phòng hộ ở tỉnh Hà Tĩnh từ 1999 đến 2004 thì các loài cây trồng phòng hộ chính chiếm 10.637,8ha và cây phù trợ là 737,2ha. Trong đó diện tích rừng thông nhựa chiếm phần lớn (84,8%), keo lai, keo lá tràm chiếm 6,5%; dó trầm, phi lao, tre điền trúc, tạp giao, luồng và các loài cây bản địa lá rộng như cồng, giẻ, lim xanh, re chỉ chiếm 8,7%.

    4.1.b. Những cánh rừng ngập mặn

    Do sự tác động của nhiều nguyên nhân, diện tích rừng ngập mặn Hà Tĩnh ngày càng bị thu hẹp (hiện chỉ còn khoảng 500 ha). Nguy cơ về sự biến mất của lá phổi xanh, của những bức tường chắn sóng đang ngày càng hiện hữu. 

    • Từ năm 1994 đến nay, được sự hỗ trợ của Nhật Bản, các cấp hội chữ thập đỏ trên địa bàn toàn tỉnh Hà Tĩnh đã trồng mới và trồng dặm gần 1.000 ha rừng ngập mặn. Theo thời gian, những bức tường xanh vững chắc này đã thực sự trở thành lá chắn bảo vệ đê kè và sự bình yên cho người dân trước giông tố biển khơi. Thế nhưng giờ đây, do sự tác động của nhiều nguyên nhân nên diện tích rừng ngày càng bị thu hẹp (hiện chỉ còn khoảng 500 ha). Nguy cơ về sự biến mất của lá phổi xanh, của những bức tường chắn sóng đang ngày càng hiện hữu.

    Thực trạng buồn

    • Để góp phần giảm thiểu tình trạng dễ bị tổn thương và những tổn thất do thiên tai bão lụt gây ra cho cộng đồng dân cư ven sông biển, từ năm 1994 Hà Tĩnh đã trở thành 1 trong 10 tỉnh thành của cả nước được sự tài trợ của Hội chữ thập đỏ Nhật Bản và Hiệp hội Trăng lưỡi liềm đỏ Quốc tế triển khai dự án trồng rừng ngập mặn.
    • Rừng ngập mặn chính là những bức tường xanh vững chắc bảo vệ đê kè và sự bình yên cho người dân trước giông tố biển khơi
    • Ông Lê Tập – Phó chủ tịch Hội chữ thập đỏ cho biết: “ Từ năm 1994- 2002, toàn tỉnh trồng được khoảng 551 ha, và đến nay tính cả diện tích trồng mới và trồng dặm hội chữ thập đỏ các cấp đã trồng được gần 1.000 ha bao gồm rừng ngập mặn và rừng phòng hộ. Gần 20 năm trôi qua, rừng ngập mặn ở một số địa phương trên địa bàn đã mang lại lợi ích thiết thực cho người dân vùng hưởng lợi. Ngoài tác dụng phòng ngừa thảm họa, điều hòa không khí, những cánh rừng này còn tạo việc làm và cải thiện thu nhập cho hàng chục ngàn hộ gia đình ở những vùng có rừng từ việc bảo vệ, chăm sóc, thu lượm thủy hải sản…. Thế nhưng, hiện tại rừng ngập mặn đang đứng trước nguy cơ chết hàng loạt và diện tích chỉ còn một nửa”.
    • Như để minh chứng cho lời nói của mình, ông Lê Tập cho chúng tôi xem bản báo cáo chi tiết do đoàn cán bộ trung ương vừa triển khai đo đạc lại diện tích rừng ngập mặn ở Hà Tĩnh. Nhìn theo báo cáo bằng hình ảnh, màu xanh của những cánh rừng ngập mặn tại các vùng lần lượt bị thu nhỏ hoặc biến mất hoàn toàn trên bản đồ. Cụ thể ở một số xã được triển khai trồng từ gian đoạn 1994-2004: như Thạch Bằng- Lộc Hà diện tích đầu vào 61 ha, hiện chỉ còn 4,3ha; Thạch Kênh – Thạch Hà diện tích đầu vào 38 ha, hiện tại không còn ha nào; Xuân Giang- Nghi Xuân có diện tích đầu vào 38ha nay còn 10,8ha; Cẩm Lĩnh- Cẩm Xuyên đầu vào 69 ha hiện tại 0 ha; Cẩm Nhượng diện tích đầu vào 35 ha nay còn 5,5ha, Cẩm Lộc 141 ha nay còn 10,6 ha…
    • Vẫn biết rằng việc đo bằng máy mọi số liệu đều chỉ là ước lượng nhưng trước diện tích rừng ngập mặn ngày càng bị thu hẹp, người dân ở những vùng hưởng lợi không khỏi băn khoăn. Ông Nguyễn Trung Hoa – người đã từng bảo vệ rừng ngập mặn ở xã Thạch Long cho hay: “ Từ khi có rừng ngập mặn, lại có đê ngăn mặn người dân vùng ven sông nước như chúng tôi đã không còn phải lo lắng nhiều mỗi khi nghe tin đài báo bão, bởi đã có sự che chở của rừng. Nhưng thời gian gần đây, không hiểu vì sao cây chết hàng loạt, diện tích ngày càng bị thu hẹp. Cứ như thế này thì khoảng 10 năm nữa chắc là rừng ngập mặn ở Thạch Long sẽ bị xóa sổ”.

    Công tác bảo vệ rừng vẫn bị bỏ ngỏ

    • Cùng với một số địa phương khác, những năm trước đây rừng ngập mặn ở Thạch Long đã trở thành niềm tự hào không chỉ của người dân hưởng lợi mà còn là niềm vui của những người thực hiện dự án khi những cánh rừng bát ngát đã thực sự phát huy hiệu quả như mong muốn. Thế nhưng niềm vui ấy chẳng tồn tại được lâu khi nạn chặt phá rừng để làm chất đốt của người dân ngoài địa phương vừa được dẹp bỏ thì người dân lại phải đối mặt với nỗi lo cây chết hàng loạt. Và không chỉ riêng ở Thạch Long mà thực trạng này xảy ra ở hầu khắp các địa phương có diện tích rừng ngập mặn.
    • Ông Trần Văn Tình – Chủ tịch Hội chữ thập đỏ huyện Cẩm Xuyên cho biết: “ Theo như kinh nghiệm của chúng tôi thì nguyên nhân dẫn đến cây chết hàng loạt một phần là do sâu bọ, hàu, hà ăn gốc; do thổ nhưỡng không phù hợp với loại cây trồng. Cụ thể với diện tích rừng phòng hộ, chúng tôi tham mưu trồng keo thì nhà tài trợ lại cho giống phi lao, ở vùng ngập mặn chúng tôi tham mưu trồng đước thì lại được chỉ định trồng trang ( ở Cẩm Lĩnh)… Và ngoài ra ý thức của người dân khi thả rông trâu bò trên vùng trồng rừng ngập mặn, khi để rác rưởi ngập tràn các khoảnh rừng ở Cẩm Lộc, Cẩm Nhượng, Cẩm Hà…cũng đã ảnh hưởng rất lớn đến sự phát triển của rừng”.
    • Ông Nguyễn Trung Hoa – người đã từng làm công tác bảo vệ rừng ngập mặn ở Thạch Long tâm sự: “Trước đây cũng đã có đoàn cán bộ về với địa phương để nghiên cứu việc cây chết hàng loạt trên địa bàn. Họ đã lấy các mẫu đất, nước, sâu bọ… để nghiên cứu. Người dân chúng tôi rất hy vọng vào một biện pháp nào đó để ngăn chặn các loại sâu bệnh tàn phá rừng nhưng sự chờ đợi cũng chỉ là vô vọng khi đoàn cán bộ ấy một đi không trở lại, khi việc phục hồi những cánh rừng ngập mặn chẳng có biện pháp nào khác ngoài trồng dặm mà kinh phí thì không có, việc tìm kiếm giống cũng hết sức khó khăn”.Ngoài nguyên nhân về sâu bọ, hàu, hà, do thời tiết rét đậm rét hại kéo dài như những năm trước… thì theo người dân ở địa phương hiện tượng rừng ngập mặn ở một số xã thuộc huyện Lộc Hà và Thạch Hà chết còn bởi nguyên nhân ngọt hóa sông Nghèn. Thông thường, việc chữa bệnh cho cây sẽ trở nên dễ dàng hơn nếu xác định được nguyên nhân, nhưng với những cánh rừng ngập mặn việc khắc phục tình hình vẫn đang là câu hỏi không lời đáp.
    • Thực tế, sau khi dự án rừng ngập mặn kết thúc ở một số địa phương, công tác bảo vệ rừng càng gặp khó khăn hơn khi không biết phải bàn giao cho ai. Chia sẻ với chúng tôi, ông Nguyễn Duy Rộng – Chủ tịch Hội chữ thập đỏ huyện Lộc Hà không dấu nổi băn khoăn: “Trách nhiệm của Hội là chỉ vận động bà con trồng rừng, còn vấn đề bảo vệ rừng tôi thiết nghĩ đó là trách nhiệm của phòng nông nghiệp, chi cục kiểm lâm, của toàn xã hội. Nhưng thực tế những ngành chức năng đó chưa có động thái gì, chúng tôi và chính quyền các địa phương vẫn đang phân vân vì không biết giao việc quản lý, bảo vệ rừng ngập mặn cho ai”.
    • Và trong lúc các ngành chức năng các cấp ủy chính quyền vẫn chưa có động thái nào thì rừng ngập mặn vẫn đang từng ngày, từng giờ chết dần chết mòn. Còn những người dân vùng ven sông nước lại đối mặt với nỗi lo mất rừng ngập mặn đồng nghĩa với việc xói lở đê điều, là cuộc sống của họ phải đối mặt với sóng gió, triều cường mỗi khi mùa mưa bão đến.

    4.1.2. Hà Tĩnh phục hồi và quản lý bền vững rừng phòng hộ

    • UBND tỉnh Hà Tĩnh vừa ban hành Quyết định số 2225/QĐ-UBNDphê duyệt Dự án “Phục hồi và quản lý bền vững rừng phòng hộ tỉnh Hà Tĩnh”.
    • Dự án do Sở Nông nghiệp và Phát triển Nông thôn Hà Tĩnh làm chủ đầu tư, thực hiện trong thời gian từ năm 2012 đến 2021 trên địa bàn 14 xã thuộc các huyện Cẩm Xuyên, Nghi Xuân, Can Lộc và Hương Sơn.
    • Tổng số vốn đầu tư của dự án là gần 197 tỷ đồng; trong đó, vốn ODA do Chính phủ Nhật Bản tài trợ thông qua cơ quan Hợp tác quốc tế Nhật Bản (JICCA) là 162 tỷ 460 triệu đồng và 34 tỷ 539 triệu đồng vốn đối ứng.
    • Dự án sẽ đầu tư bảo vệ, phát triển và cải thiện 6.289 ha diện tích rừng phòng hộ; trong đó có 4.010 ha diện tích rừng bảo vệ, trồng mới 1.339 ha và trồng nâng cấp rừng hiện có 940 ha; đầu tư cho hạ tầng nông thôn và hạ tầng lâm sinh như đường giao thông nông thôn, hệ thống thủy lợi, nhà trạm bảo vệ rừng, các trang thiết bị và các công trình phục vụ công tác phòng cháy chữa cháy rừng.
    • Mục tiêu tổng thể của dự án là quản lý, bảo vệ và phát triển bền vững rừng phòng hộ đầu nguồn; thực hiện các biện pháp kỹ thuật phát triển rừng trên cơ sở phát huy tối đa tiềm năng, lợi thế từ rừng, đất lâm nghiệp và lao động trên địa bàn nhằm nâng cao chất lượng, độ che phủ của rừng; từng bước ổn định lâm phận, tăng cường khả năng phòng hộ, bảo vệ môi trường sinh thái, phục hồi và bảo tồn sinh học, phát triển hạ tầng vùng dự án, ứng phó với biến đổi khí hậu.
    • Bên cạnh đó, dự án còn tham gia giải quyết việc làm, cải thiện sinh kế và tăng thu nhập cho người lao động nghề rừng, góp phần xây dựng nông thôn mới và xóa đói giảm nghèo trên địa bàn các xã hưởng lợi; nâng cao năng lực quản lý, bảo vệ rừng; tuyên truyền phổ biến pháp luật, nâng cao nhận thức cho cộng đồng, phối hợp chặt chẽ với chính quyền địa phương và các cơ quan chức năng trên địa bàn trong quản lý bảo vệ rừng, kiểm soát cháy rừng và góp phần bảo vệ an ninh trật tự cho vùng dự án.

    4.2 Rừng đặc dụng

    Rừng đặc dụng là loại rừng được thành lập với mục đích chủ yếu để bảo tồn thiên nhiên, mẫu chuẩn hệ sinh thái rừng của quốc gia, nguồn gen sinh vật rừng, nghiên cứu khoa học, bảo vệ di tích lịch sử, danh lam thắng cảnh phục vụ nghỉ ngơi du lịch kết hợp với phòng hộ bảo vệ môi trường sinh thái.

    Ở Hà Tĩnh có 2 khu rừng đặc dụng là Vườn quốc gia Vũ Quang rộng 52.882 ha và khu bảo tồn thiên nhiên Kẻ Gỗ rộng 21.759 ha.

    4.2.1 Vườn quốc gia Vũ Quang

    Nỗ lực bảo vệ Vườn Quốc gia Vũ Quang
    Vườn Quốc gia Vũ Quang (VQG) (trước đây là Khu Bảo tồn thiên nhiên Vũ Quang) thuộc huyện Hương Sơn, tỉnh Hà Tĩnh có tổng diện tích hơn 56.000 ha với đặc trưng 3 loại rừng gồm rừng đặc dụng, rừng phòng hộ, rừng sản xuất .Đây là một trong những vùng có đa dạng sinh học cao nằm ở vị trí quan trọng trong dãy Trường Sơn, xen giữa VQG Pù Mát ở phía Bắ́c và VQG Phong Nha – Kẻ Bàng ở phía Nam. Đây chính là nơi hai loài thú lớn được phát hiện lần đầu tiên trên thế giới là Sao la, còn gọi là dê rừng dài (1992) và Mang lớn (năm 1993).Với chức năng nhiệm vụ chính là bảo tồn mẫu chuẩn về hệ sinh thái rừng Bắc Trường Sơn, bảo tồn sự đa dạng sinh học đặc trưng của vùng rừng tự nhiên phía Tây Nam khu IV, thuộc dãy Trường Sơn, tiếp giáp với biên giới Việt Nam – Lào, VQG Vũ Quang còn góp phần duy trì cân bằng sinh thái và gia tăng độ che phủ rừng, bảo đảm an ninh môi trường và sự phát triển bền vững về tự nhiên kinh tế của các tỉnh thuộc khu IV. Ngoài ra, đơn vị còn giúp phát huy các giá trị của hệ sinh thái rừng phục vụ công tác nghiên cứu khoa học, tham quan và du lịch sinh thái.

     

    Tiềm năng đa dạng sinh học

    Theo kết quả điều tra của các chuyên gia trong nước và quốc tế, Vườn Quốc gia Vũ Quang có tới 76% diện tích rừng tự nhiên với 5 kiểu chính được phân chia theo các đai cao khác nhau: Rừng kín thường xanh trên đất thấp phân bố ở độ cao 100-300m; rừng thường xanh trên núi thấp phân bố trong khoảng độ cao từ 300- 1000m; rừng thường xanh trung bình ở độ cao từ 1.000 -1.400 m gồm chủ yếu các loài cây lá rộng; rừng thường xanh trên núi cao phân bố ở độ cao 1.400 – 1.900 m gồm các loài cây lá kim, nhưng chiếm phần lớn là các loài họ Côm, họ Dẻ, Long não, Mộc lan. Đặc biệt ở đây còn có loài Du sam; rừng phân bố trên độ cao lớn hơn 1.900 m chủ yếu là rừng lùn với các loài Đỗ quyên, Long não, Côm, Dẻ. Cùng với những loài cây này, VQG Vũ Quang còn là nơi sinh trưởng của nhiều cây gỗ qúy khác như: cẩm lai, lát hoa, lim, dổi, trầm hương… và nhiều cây dược liệu qúy.

    Hệ động vật ở đây rất phong phú, theo thống kê có tới 94 loài thú thuộc 26 họ, 315 loài chim, 65 loài bò sát, 26 loài lưỡng cư và 88 loài cá; trong đó có 26 loài thú, hơn 10 loài chim, 16 loài bò sát qúy hiếm cần được bảo vệ. Ngoài ra, Vườn Quốc gia Vũ Quang còn có 36 loài phụ thú đặc hữu của khu rừng Trường Sơn Bắc như: Voọc vá chân nâu, voọc Hà Tĩnh, vượn má vàng…

    Bởi tính đa dạng sinh học cao và với việc phát hiện hai loài thú mới là Sao la và Mang lớn, VQG Vũ Quang đã trở thành một địa chỉ du lịch sinh thái đầy tiềm năng. Tại đây, du khách có thể thực hiện những chuyến du lịch mạo hiểm, khám phá những bí ẩn bất ngờ của rừng; hay tham gia tour du lịch thể thao đến thác Vũ Môn theo huyền thoại cá chép hóa rồng…

    Vũ Quang không chỉ là khu bảo tồn thiên nhiên mà còn là khu di tích lịch sử ghi dấu những sự kiện lịch sử oai hùng của cuộc khởi nghĩa Cần Vương chống Pháp của Phan Đình Phùng cuối thế kỷ 19. Hơn một thế kỷ đã trôi qua, nhưng Vườn quốc gia Vũ Quang vẫn còn dấu tích của những người anh hùng lưu lại với thời gian như chờ đợi du khách khám phá và tìm hiểu…

      Nỗ lực bảo tồn đa dạng sinh học

    Giám đốc VQG  Đào Huy Phiên cho biết: VQG nằm trên địa bàn 8 xã với 7.588 hộ dân (hơn 30.000 nhân khẩu). Đặc biệt, có hai xã nằm trong vùng lõi của VQG là Hương Điền và Hương Quang. Những người dân đã sinh sống tại đây từ những năm 60 của thế kỷ trước, và đến năm 1993 Nhà nước mới đóng cửa rừng chuyển thành Khu bảo tồn. Chính vì tình trạng dân có trước, quy hoạch sau nên đến nay vẫn còn hơn 700 hộ dân đang nằm ngay trong khu vực vùng lõi của vườn. Về nguyên lý là phải di chuyển toàn bộ người dân ra khỏi khu vực của vườn, tuy nhiên, đến nay, việc này vẫn chưa thực hiện được. Dân sống xen kẽ trong vườn nên tập quán bám rừng theo đó đã được hình thành.

    Thêm vào đó, cư dân ở vùng đệm và các xã lân cận với VQG cũng có đời sống rất khó khăn, thiếu việc làm, thu nhập không ổn định, dân số tăng nhanh. Trong khi đó, giá trị lâm sản ngày càng tăng cao, nhu cầu về gỗ và các sản phẩm về rừng cũng tăng, nhận thức của người dân về pháp luật trong lĩnh vực quản lý bảo vệ rừng, quản lý động vật hoang dã  còn hạn chế, do vậy một số người dân đã bất chấp pháp luật để thực hiện hành vi khai thác trộm tài nguyên rừng, săn bắt động vật hoang dã.

    Trong vòng 10 năm trên địa bàn VQG quản lý đã xảy ra 8 vụ các đối tượng chống người thi hành công vụ, gây thương tích cho cán bộ viên chức, lực lượng kiểm lâm VQG. Một số vụ hết sức nghiêm trọng, điển hình như: Vụ ở Trạm Kiểm lâm Hòa Hải, nhân viên kiểm lâm bị các đối tượng lâm tặc hành hung gây thương tích nghiêm trọng, hoặc vụ việc ở đội kiểm lâm cơ động trong khi truy đuổi xe chở gỗ lậu từ VQG xuôi về Đường 5, hai nhân viên kiểm lâm đã bị tai nạn khiến một người tử vong tại chỗ, một người bị thương nghiêm trọng … Hành vi vi phạm của các đối tượng ngày càng tinh vi xảo quyệt, bất chấp mọi thủ đoạn để luồn lách chống đối các cơ quan chức năng thực thi pháp luật.

    Công tác bảo tồn đa dạng sinh học Vườn Quốc gia cũng gặp nhiều khó khăn từ việc bị chia cắt sinh cảnh. VQG Vũ Quang hiện nay có hai công trình là đập thủy lợi Ngàn Trười – Cẩm Trang, đập Đá hàn đang xây dựng dẫn đến một số hệ sinh thái thay đổi, chia cắt làm ảnh hưởng đến sự tồn vong và phát triển bền vững của các quần thể động thực vật.

    Thêm vào đó, các lực lượng tham gia quản lý và bảo vệ rừng còn gặp nhiều khó khăn về biên chế, trang thiết bị và những điều kiện cần thiết khác phục vụ công tác thực thi pháp luật. Ông Đào Huy Phiên cho biết: Hiện nay, mỗi nhân viên kiểm lâm của VQG chịu trách nhiệm quản lý hơn 1.000 ha rừng, nhất là  ở những vùng sâu, vùng xa thì khó có thể bảo đảm việc bảo vệ rừng tận gốc và bảo vệ ĐVHD một cách chặt chẽ. Nguồn lực và năng lực của đội ngũ thực thi về bảo vệ động vật hoang dã còn hạn chế.

    Theo ông Đào Huy Phiên, trong những năm gần đây, VQG Vũ Quang tích cực triển khai nhiều hoạt động nhằm bảo tồn đa dạng sinh học tại đây như tăng cường công tác quản lý bảo vệ rừng chống săn bắt các loài ĐVHD bao gồm: Tuần tra tận gốc, phối hợp với các cơ quan chức năng trên địa bàn triển khai hoạt động phòng chống khai thác, săn bắt, buôn bán ĐVHD… Ngoài ra, Phòng nghiên cứu khoa học của VQG Vũ Quang đã phối hợp với các tổ chức, các Viện nghiên cứu nhằm triển khai một số hoạt động điều tra, khảo sát các loài như: Ong, Nhện, Dơi, Vượn…, lập ô tiêu chuẩn theo dõi diễn biến tài nguyên rừng.

    Cùng với đó là việc tuyên truyền, giáo dục nâng cao nhận thức của người dân về bảo vệ rừng – bảo tồn đa dạng sinh học như: Tuyên truyền phổ biến pháp luật đến các thôn xóm cho người dân; tổ chức hoạt động giáo dục môi trường cho học sinh các trường thuộc vùng đệm và các khu dân cư lân cận.  Hiện nay, một số dự án đã được thực hiện tại đây như: Dự án đầu tư phát triển VQG Vũ Quang với các hoạt động xây dựng cơ sở hạ tầng, giao khoán bảo vệ rừng; dự án đánh giá nhu cầu bảo tồn và xây dựng phương án bảo tồn các loài nguy cấp ở VQG Vũ Quang và các xã phụ cận với các hoạt động nâng cao năng lực cán bộ Vườn, điều tra khảo sát xây dựng phương án bảo tồn loài nguy cấp và hướng đến hoạt động ảo tồn liên biên giới.

    Tuy vậy, còn nhiều hoạt động của Vườn cần có sự hỗ trợ từ phía  Nhà nước và các Tổ chức xã hội nhằm bảo vệ nguyên trạng VQG Vũ Quang như thực hiện các hoạt động điều tra giám sát các loài động thực vật qúy hiếm gồm các loài thú móng guốc như Sao la, Mang lớn, Bò tót…; các loài linh trưởng như vượn đen má trắng, vượn Siki, Voọc chà vá chân nâu…, khảo sát đàn voi Châu Á ở VQG và đề xuất phương án bảo tồn.

    Ông Đào Huy Phiên cũng cho rằng, các hoạt động phát triển cộng đồng cũng rất cần thiết cho công tác bảo vệ VQG Vũ Quang. Việc này sẽ giúp phát triển cộng đồng sinh thái, triển khai các hoạt động quản lý, chia sẽ lợi ích, dịch vụ môi trường rừng; hỗ trợ triển khai các mô hình phát triển kinh tế hộ…Ngoài ra, Vườn cũng đang xây dựng kế hoạch liên kết với các tổ chức quốc tế và phía Khu Bảo tồn Nakai Nam Theun (nước CHDCND Lào ) nhằm trao đổi thông tin, thực hiện tốt công tác bảo tồn đa dạng sinh học liên biên giới và phát triển, mở rộng vùng phụ cận.

     

    4.2.2 Khu bảo tồn thiên nhiên Kẻ Gỗ

    Khu bảo tồn thiên nhiên Kẻ Gỗ là một khu bảo tồn tại tỉnh Hà Tĩnh, Việt Nam. Khu bảo tồn này nằm trên địa bàn 3 huyện 3 huyện Cẩm Xuyên, Thạch Hà, Hương Khê (tất cả đều thuộc tỉnh Hà Tĩnh) Khu bảo tồn này có tổng diện tích tự nhiên 35.159 ha, trong đó khu bảo tồn 24.801 ha, rừng phòng hộ 10.358 ha. Khu vực này có các loài thực vật quý như: táu,gõ, chò chỉ, kim giao, sến, lát hoa. Các loại động vật quý hiếm như: trĩ sao, gà lôi lam đuôi trắng, gà lôi hồng tía, ngan cánh trắng, vượn, gấu, hổ, tê tê, sóc bay. Ở đây có gà lôi lam mào đen, 100 loài bò sát và lưỡng cư. Các loài thú lớn hiếm hoi do tình trạng săn bắt bừa bãi. Các hoạt động của con người ở khu vực này như chặt phá rừng, săn bắt động vật hoang dã đe dọa đến đa dạng sinh học ở khu bảo tồn.

    Ðến nay, ở Khu bảo tồn thiên nhiên Kẻ Gỗ đã phát hiện được 364 loài động vật có xương sống thuộc 99 họ. Trong 47 loài thú ở đây có 18 loài (chiếm 21%) được ghi vào sách đỏ Việt Nam và thế giới. Một số loài, trong đó đặc biệt là Voi Elephans maximus, Bò tót Bos gaurus và Hổ Panthera tigris có thể đã bị tuyệt chủng hoặc số lượng quần thể của chúng đã bị suy giảm đáng kể do săn bắn. Vượn má hung Hylobates gabriellae và nhiều loài có giá trị bảo tồn, nhưng số lượng hiếm do hiện tượng săn bắn bừa bãi. Đây cũng là nơi tìm thấy quần thể của 5 loài chim có vùng phân bố hẹp, đó là Gà lôi mào đen, Gà lôi Hà Tĩnh, Trĩ sao Rheinanlia ocellata, Khướu mỏ dài Jabonilleia danjoui và Chích chạch má xám Macronous kelleyi. Rừng Kẻ Gỗ còn là xứ sở của các loại mộc lan, phong lan đẹp và quý như: Quế hương, tai tượng, tai trâu, đuôi chồn, nghinh xuân, phượng vĩ…

    Tiềm năng Hồ Kẻ Gỗ được khởi công xây dựng vào ngày 26/3/1976 và hoàn thành vào ngày 26/3/1979. Nó là công trình đại thủy nông với trữ lượng 350 triệu m3 nước, tưới cho gần 17.000ha lúa, mùa, vùng đất thuộc huyện Thạch Hà, Cẩm Xuyên, thị xã Hà Tĩnh và phía Bắc huyện Kỳ Anh. Hồ Kẻ Gỗ còn là nguồn cung cấp thực phẩm dồi dào cho các vùng dân cư với chiều dài hơn 30km. Hồ len lỏi giữa các triền núi, như chiếc gương khổng lồ soi bóng những dãy núi, những rừng cây ngút ngàn.

    Tuy nhiên không tránh khỏi cơn lốc khai thác, của nhiều người dân cạnh khu Bảo tồn thiên nhiên, hay của bọn lâm tặc, bọn săn bắn động vật hoang dã. Làm sao Kẻ Gỗ giữ được sự hào phóng của thiên nhiên với những cánh rừng nguyên sinh xanh ngắt. Vào những ngày hè nóng nực khi nhiệt độ tại trung tâm thị xã Hà Tĩnh lên tới 37 – 38 độ C, nhiệt độ bình thường xấp xỉ 30 – 32 độ C.Giữa dòng nước chảy xiết vẫn có những loài cây sinh trưởng và toả bóng mát. Mặt hồ còn được điểm trang bởi nhiều ốc đảo nhỏ, mỗi ốc đảo là một thế giới riêng huyền bí.

    Từ lâu, Kẻ Gỗ đã được đông đảo các nhà khoa học trong và ngoài nước đến tham quan, nghiên cứu. Hiện nay, ngành du lịch Hà Tĩnh cũng đang xúc tiến lập các dự án đầu tư cơ sở hạ tầng cũng như hệ thống các dịch vụ để sớm xây dựng nơi đây thành một khu du lịch sinh thái tổng hợp với nhiều loại hình giải trí như: Ðua thuyền, lướt ván, leo núi câu cá; cùng các khu thể thao như: tennis, cầu lông bóng chuyền; xây dựng vườn thú, vườn chim, vườn cây cảnh. Tin rằng một ngày không xa, khi khu du lịch sinh thái Kẻ Gỗ được xây dựng, có hệ thống giao thông thuận lợi và các loại hình du lịch hấp dẫn, tương xứng với tiềm năng để là điểm hẹn lý tưởng của du khách gần xa.

    4.3 Rừng sản xuất

    Rừng sản xuất: Là rừng được dùng chủ yếu trong sản xuất gỗ,lâm sản,đặc sản.

    Ổn định quy mô rừng sản xuất

    • Hà Tĩnh đang xem xét, điều chỉnh quy mô diện tích rừng sản xuất hợp lý cho các đơn vị như. Ban quản lý rừng phòng hộ Nam Hà Tĩnh 11.632 ha, Ban quản lý rừng phòng hộ Ngàn Sâu 9.600 ha, Khu bảo tồn thiên nhiên Kẻ Gỗ 5.402 ha …. Tổ chức đấu giá để cho các thành phần kinh tế thuê, nhằm thu hút mọi nguồn lực đầu tư phát triển sản xuất.
    • Ðẩy mạnh việc giao đất, khoán rừng cho các thành phần kinh tế nhằm phát huy lợi thế về đất đai và lao động của tỉnh. Từng bước nghiên cứu áp dụng hình thức cho thuê rừng, đấu giá quyền sử dụng đất, rừng, thuê cảnh quan rừng để sản xuất kinh doanh lâm sản và kinh doanh dịch vụ du lịch. Từng bước tiến tới định giá rừng để giao vốn cho các doanh nghiệp quản lý, chịu trách nhiệm bảo toàn và phát triển vốn.
    • Tập trung giải quyết dứt điểm các tồn tại của ngành lâm nghiệp do lịch sử để lại, trong đó đặc biệt là các tranh chấp về đất đai, chế độ hưởng lợi, các chồng chéo trong giao đất lâm nghiệp.
    • Đối với diện tích rừng và đất lâm nghiệp hiện đang do UBND các xã quản lý cần khẩn trương xây dựng phương án giao rừng cho các hộ gia đình, trình UBND huyện phê duyệt và tổ chức thực hiện hoàn thành trước năm 2010. Việc giao đất cho hộ gia đình cần có quy định cụ thể nhằm lựa chọn đối tượng có khả năng đầu tư phát triển sản xuất, tránh tình trạng giao manh mún tràn lan hoặc lợi dụng việc giao đất để đầu cơ trục lợi cá nhân, đồng thời quan tâm đảm bảo cho các hộ gia đình sống chủ yếu bằng nghề rừng có đất để sản xuất.
    • Hàng năm tổ chức đánh giá tình hình sử dụng đất lâm nghiệp, đặc biệt đối với diện tích được quy hoạch cho sản xuất, nếu sử dụng không hiệu quả, không đúng mục đích hoặc sử dụng khi chưa được cơ quan có thẩm quyền cho phép thì thu hồi để giao cho đối tượng khác sử dụng.
    • Hoàn thiện hồ sơ giao đất, giao rừng như làm rõ diện tích, trạng thái, giá trị từng loại rừng khi giao, khoán để làm căn cứ xác định quyền lợi, nghĩa vụ của người nhận đất, khoán rừng.
    • Ưu tiên đầu tư nguồn ngân sách cho các chương trình dự án quản lý, bảo vệ và phát triển rừng đặc dụng, rừng phòng hộ khi dự án đã được cấp có thẩm quyền phê duyệt.
    • Sớm xây dựng quỹ bảo vệ phát triển rừng trên địa bàn để hỗ trợ vào nguồn đầu tư của Nhà nước trong công tác quản lý, bảo vệ và phát triển các khu rừng đặc dụng, rừng phòng hộ trọng điểm. Khi chưa hình thành quỹ bảo vệ phát triển rừng thì sử dụng nguồn thu từ thuế tài nguyên, tiền bán lâm sản tịch thu…để đầu tư cho công tác quản lý, bảo vệ và phát triển rừng trên địa bàn.
    • Chủ động kêu gọi các dự án liên doanh, liên kết đầu tư trồng rừng gắn với chế biến lâm sản, các dự án CDM (dự án trồng, bảo vệ rừng sạch); kêu gọi và huy động nguồn lực từ nhiều thành phần kinh tế trong và ngoài nước vào công tác quản lý bảo vệ và phát triển rừng vì mục đích kinh tế- xã hội và môi trường sinh thái.
    • Quan tâm đào tạo và xây dựng đội ngũ cán bộ lâm nghiệp cấp huyện, cấp xã. Đầu tư thích đáng cho công tác đào tạo và đào tạo lại cán bộ quản lý, cán bộ kỹ thuật, đào tạo thạc sĩ, tiến sĩ khoa học chuyên ngành.
    • Tăng cường công tác khuyến lâm, xây dựng mô hình trình diễn về Lâm nghiệp trên các lĩnh vực sản xuất cây giống, trồng rừng và bảo vệ rừng …

    Khai thác

    • Khai thác gỗ rừng tự nhiên toàn kỳ 5.810 ha, bình quân mỗi năm 447 ha, sản lượng 116.895 m3, bình quân mỗi năm khoảng 8 ngàn m3; từng bước giảm khai thác rừng tự nhiên.
    • Khai thác rừng trồng tập trung toàn kỳ là 83.417 ha, sản lượng 4.902.331 m3, bình quân 6.417 ha/năm, sản lượng 377.102 m3/năm.
    • Khai thác rừng trồng phân tán khoảng 2 triệu cây/năm, tương đương 1.300 ha, sản lượng 65.000 m3.
    • Khai thác Lâm sản ngoài gỗ: song, mây 49.000 tấn, bình quân 3.769 tấn/năm; nhựa thông 22.000 tấn, bình quân 1.692 tấn/năm; mủ cao su 72.000 tấn, bình quân 5.538 tấn/năm; tre nứa 10 triệu cây/năm.
    • Ưu tiên sử dụng gỗ và các lâm sản từ gỗ khai thác được cho các cơ sở chế biến trong tỉnh.

    Chế biến lâm sản

    • Bình quân mỗi năm khoảng 8 ngàn m3 gỗ rừng tự nhiên và 442.102 m3 gỗ rừng trồng. Định hướng quy hoạch các nhà máy chế biến như­ sau:
    • Chế biến gỗ dăm (keo, bạch đàn, phi lao): ngoài các nhà máy băm dăm xuất khẩu hiện có, không đầu tư xây dựng thêm nhà máy băm dăm ở địa bàn Hà Tĩnh.
    • Chế biến đồ mộc xuất khẩu: đầu tư mở rộng các nhà máy hiện có.
    • Bố trí đầu tư nhà máy sản xuất ván sàn gỗ cao cấp MDF tại khu công nghiệp Vũng Áng công suất 50.000m3/năm; nhà máy ván ép, ván ghép thanh tại Hương Sơn, công suất 7.000m3/năm; nhà máy ván ép, ván ghép thanh tại Kỳ Anh, công suất 7.000m3/năm; nhà máy chế biến đồ gỗ nội thất, đồ gỗ văn phòng từ nguyên liệu nhập khẩu và nguyên liệu rừng trồng tại khu công nghiệp Vũng Áng công suất 10.000m3/năm; nhà máy ván ép, ván ghép thanh tại Nghi Xuân, công suất 7.000m3/năm.
    1. Nguyên nhân dẫn đến mất rừng.
      • Chuyển đổi mục đích sử dụng đất
      • Khai thác nguồn lâm sản quá mức cho phép
      • Cháy rừng
      • Sức ép dân số
      • Nghèo đói
      • Hậu qủa của cuộc chiến tranh để lại
      • Hiệu lực pháp luật và chính sách
      • Phòng trừ sinh vật hại rừng

    Đi vào tìm hiểu 8 nguyên nhân trên chúng ta có thể nhìn nhận được suy thoái rừng ở Hà Tĩnh  đang là vấn đề đáng lo ngại.

     

    5.1. Chuyển đổi mục đích sử dụng đất:

    • Chuyển đổi mục đích sử dụng đất chính là sự mở rộng đất nông nghiệp, đất sản xuất, là mở rộng đất canh tác nông nghiệp bằng cách lấn sâu vào đất rừng, là nguyên nhân quan trọng nhất làm suy thoái tài nguyên rừng, suy thoái đa dạng sinh học. Phá rừng ngập mặn để nuôi tôm là hậu quả làm suy thoái rừng. Do chưa hiểu hết giá trị nhiều mặt của hệ sinh thái rừng ngập mặn, hoặc do những lợi ích kinh tế trước mắt, đặc biệt là nguồn lợi từ tôm nuôi xuất khẩu nên rừng ngập mặn Hà Tĩnh đã bị suy thoái nghiêm trọng. Hậu quả của việc phá rừng ngập mặn lấy đất nuôi tôm một cách bừa bãi như hiện nay là huỷ hoại môi trường, làm suy giảm mức sống của nhiều người dân nghèo ven biển, ảnh hưởng xấu đến chủ trương xoá đói giảm nghèo và phát triển bền vững của Chính phủ.Các cơ quan quản lý ở Trung ương và địa phương chưa đánh giá đúng vai trò to lớn của hệ sinh thái rừng ngập mặn; buông lỏng quản lý trong việc sử dụng tài nguyên vùng ven biển có rừng ngập mặn; không kiên quyết xử lý việc phá rừng để nuôi tôm. Nhiều địa phương (xã Phù Lưu, xã Thạch Châu – huyện Lộc Hà; xã Tùng Lộc, xã Tiến Lộc, thị trấn Nghèn – huyện Can Lộc… ) chỉ chú trọng đến lợi ích trước mắt là nuôi tôm để phát triển kinh tế mà chưa tính đến hậu quả lâu dài do thiên tai và suy giảm tài nguyên khi không còn rừng, nên rừng bị tàn phá khắp nơi. Phần lớn các dự án nuôi tôm không thực hiện việc đánh giá tác động môi trường mà hình như các cơ quan hữu quan cũng không lưu ý nhắc nhở thực hiện luật pháp. Sở lâm nghiệp cũng chưa quan tâm đến việc tuyên truyền giáo dục về lợi ích lâu dài của rừng ngập mặn nên việc đấu tranh để bảo vệ rừng của cộng đồng còn yếu.
    • Dự án “Trồng rừng ngập mặn – Giảm thiểu rủi ro thảm họa”do Hội chữ thập đỏ Nhật Bản tài trợ cho Hội Chữ thập đỏ Việt Nam được triển khai từ năm 1994 đến nay để trồng rừng ngập mặn. Trong đó, Hà Tĩnh là 1 trong 10 địa phương của cả nước triển khai một phần dự án này.
    •  
    • (Ảnh minh họa: ThienNhien.Net)
    • Từ đó đến nay, Hội Chữ thập đỏ tỉnh phối hợp với các cấp chính quyền địa phương và cộng đồng xã hội trồng được khoảng 1.000 ha rừng ngập mặn. Tuy nhiên, theo ông Lê Tập, Phó Chủ tịch Hội Chữ thập đỏ tỉnh, rừng ngập mặn ở Hà Tĩnh đang ngày càng bị thu hẹp, hiện toàn tỉnh chỉ còn khoảng 500 ha. Nguyên nhân chủ yếu dẫn đến tình trạng trên là do con người tàn phá, cộng với tình trạng cây bị sâu bọ, hàu, hà ăn gốc. Ngoài ra, do thổ nhưỡng Hà Tĩnh không phù hợp với một số loại cây trồng. Ở một số xã thuộc huyện Lộc Hà và Thạch Hà, số diện tích rừng ngập mặn bị chết còn do nguyên nhân ngọt hóa sông Nghèn.
    • Ông Lê Tập, Phó Chủ tịch Hội Chữ thập đỏ tỉnh Hà Tĩnh cho biết: “Chúng tôi đang cùng với Hội Chữ thập đỏ Nhật Bản, trong giai đoạn 2011- 2015 thành lập các đội quản lý bảo vệ rừng, tổ chức tập huấn nâng cao năng lực cho cán bộ chủ chốt các cấp xã, vùng dự án ven sông, ven biển, nơi trọng điểm thiên tai. Hiện chúng tôi cần có nguồn vốn tài trợ để chi cho dân bảo vệ rừng để những cánh rừng khỏi bị tàn phá, tiếp tục đưa những hoạt động trồng rừng ngập mặn vào những nơi có thể trồng được và được nhà nước, địa phương đưa vào danh mục bảo vệ và phục hồi những cánh rừng ngập mặn”.
    • Vì mất nguồn sinh sống, một số người có thể biết là sai nhưng vẫn phải làm để nuôi gia đình, đó là dùng lưới mắt nhỏ, đăng bắt hết tôm tép hoặc dùng chất nổ, xung điện để huỷ diệt nguồn lợi.
    • Ngoài khai phá rừng để làm đầm tôm người dân còn phá rừng để trồng cao su ( huyện Đức Thọ, núi Trùng Bát – huyện Hương Khê ). Mặt khác, do thiếu sự phối hợp chặt chẽ giữa các ngành thuỷ sản và lâm nghiệp nên không những mất rừng, mà sự cân bằng sinh thái suy giảm và cuộc sống của cộng đồng ven biển bị xáo trộn. Có thể khẳng định, việc nuôi tôm và trồng cao su không có quy hoạch là mối đe doạ lớn nhất đối với hệ sinh thái rừng ngập mặn và làm giảm diện tích rừng.

    5.2. Khai thác nguồn lâm sản quá mức cho phép:

    • Khai thác nguồn lâm sản đang là tình trạng đáng lo ngại hiện nay đối với tài nguyên rừng Việt Nam nói chung và Hà Tĩnh nói riêng. Đây là

    nguyên nhân quan trọng trực tiếp dẫn đến rừng bị suy thoái một cách nghiêm trọng làm cho sự đa dạng về hệ sinh thái tự nhiên, sự phong phú về các loài sinh vật, độ che phủ và chất lượng rừng bị giảm sút gây ra nhiều hậu quả nghiêm trọng cho sinh vật và cây trồng trên toàn cầu. Khai thác rừng là hành động do chính con người tạo ra là phần lớn, vì rất nhiều mục đích khác nhau mà con người đã sử dụng dưới nhiều hình thức để tác động và tàn phá tài nguyên rừng. Với các mục đích khác nhau cho nên hoạt động khai thác nguồn lâm sản ở đây được chia thành 3 hoạt động: khai thác gỗ, khai thác củi, khai thác lâm sản ngoài gỗ.

    Khai thác gỗ: Ngày nay, khi giá gỗ tăng cao, con người đãkhông ngừng tiến hành khai thác các loài nhóm gỗ trên theo các mục đích củamình.

    • Họ khai phá để phục vụ cho các công trình xây dựng như làm giàn giáo, cốppha. Đối với loài gỗ bền chắc thì họ khai thác để xây dựng nhà ở, làm đồ gia dụng ( bàn, ghế, tủ, giường, cánh cửa… ), đối với loài gỗ quý hiếm thì họ khai thác nhằm để bán và xuất khẩu đáp ứng nhu cầu tiêu dùng xa xỉ của con người. Việc khai thác các loài gỗ quý hiếm để phục vụ mục đích kinh doanh xuất khẩu hiện nay đang là một nguồn lợi tức đáng kể cho một tỉnh có trữ lượng tương đối nhiều gỗ quý như Hà Tĩnh ( ví dụ :vụ án 400 cây trong diện tích 50ha rừng pơ-mu đặc dụng tại hai tiểu khu 198 và 204 của Vườn quốc gia Vũ Quang bị lâm tặc đốn hạ, trong khoảng thời gian từ tháng 10-2012 đến tháng 2-2013 trên địa bàn xã Hương Quang, huyện Vũ Quang và xã Hòa Hải, huyện Hương Khê (Hà Tĩnh). Với tốc độ đáng lo ngại nạn khai thác rừng chủ yếu diễn ra ở các khu rừng nhiệt đới đang dần đưa đến nguy cơ mất rừng. Như rừng ở vườn quốc Vũ Quang ( rộng 52.882 ha ), khu bảo tồn thiên nhiên Kẻ Gỗ ( rộng 21.759 ha ), là khu thuộc rừng đặc dụng lớn nhất tỉnh hiện nay cũng đang bị khai phá nghiêm trọng cũng với tốc độ khai phá này thì chỉ trong vài mươi năm nữa thì khu rừng sẽ bị huỷ diệt hoàn toàn.

    Khai thác củi : Đối với các loại gỗ ngoài giá trị xây dựng công trình, xây dựng nhà ở, phục vụ kinh doanh xuất khẩu thì những loại thực vật kém giá trị khác lại được con người khai thác với mục đích là làm củi đốt. Nhiều huyện ở vùng miền núi và nông thôn chiếm một phần dân số đông so với toàn tỉnh như: huyện Vũ Quang, huyện Cẩm Xuyên, huyện Can Lộc…, đã theo thói quen trong sinh hoạt họ chỉ dùng củi để làm nguyên liệu đốt và dùng với lượng củi khá cao. Những hộ gia đình nghèo không có đất sản xuất, vốn đầu tư đã vào rừng khai thác củi bán đều có thêm thu nhập. Với dân số của tỉnh là 1.300.800 người (năm 2005) hiện nay, thì nhu cầu về lượng củi đốt như hiện nay cũng tăng theo. Đây là vấn đề đáng lo ngại cho việc tàn phá rừng tiếp tục tiếp diễn.

    Khai thác lâm sản ngoài gỗ: Ngoài khai thác gỗ quý hiếm và khai thác củi thì khai thác lâm sản ngoài gỗ cũng là một sự tàn phá đến tài nguyên rừng.

    • Đây có thể xem là nguyên nhân tác động làm suy kiệt tài nguyên rừng nhanh nhất. Lâm sản ngoài gỗ bao gồm các loài động vật quý, động vật hoang dã… và các loại thực vật mà cho các sản phẩm ngoài gỗ như: song, mây, tre, nứa, lá các loại cây thuốc, dầu… Tất cả các loài trên có thể được sử dụng trong gia đình, bán và xuất khẩu cho nên tình trạng khai thác, buôn bán trái phép, xuất khẩu các loài động vật thực vật đang được diễn ra mạnh mẽ. Giá trị xuất khẩu cao của các loài nói trên cùng với sự kém hiểu biết, hám lợi nhuận đã thúc đẩy con người tìm cách săn bắt chúng ở khắp mọi nơi. Cùng xuất phát từ sự nghèo đói mà người dân đổ xô vào rừng khai thác các nguồn lâm sản ngoài gỗ. Chỉ vì khai thác quá mức để bán ra các tỉnh và cung cấp nguyên liệu cho các nhà máy sản xuất đũa, chiếu và làn giàn giáo cho các công trình xây dựng mà dẫn đến suy thoái các rừng luồng nghiêm trọng. Và đang còn rất nhiều hoạt động khai thác các loài động vật thực vật khác theo từng mục đích riêng ảnh hưởng tới môi trường. Các hoạt động khai phá trái phép này kéo dài âm ỉ, liên tục, tốc độ của sự phục hồi rừng không kịp với tốc độ phá rứng cho nên rừng đang bị suy thoái. Cần có các biện pháp tích cực để ngăn chặn và làm giảm các hoạt động trái phép này.

    5.3. Cháy rừng

    • Cháy rừng cũng là một nguyên nhân quan trọng làm suy thoái tài nguyên rừng một cách rất nhanh gây ảnh hưởng tới các hoạt động sống của sinh vật trên một diện tích rộng lớn và gây ra hậu quả xấu như xói mòn, lũ lụt, hạn hán đến cuộc sống con người. Ngày nay cháy rừng cũng do nhiều nguyên nhân gây ra, chúng ta có thể kể đến một số nguyên nhân như: hiện tượng elnino gây ra, do các hoạt động khai thác của con người như đốt lửa tìm mật ong, tìm mật gấu hay đốt hương tìm mộ liệt sĩ trong chiến tranh, do hoạt động đốt nưong làm rẫy của người dân tộc miền núi… những nguyên nhân này đều có thể khiến rừng bị cháy. Và hầu hết các diện tích rừng bị cháy đều nằm trong những vùng nhạy cảm như rừng đầu nguồn (huyện Hương Sơn, Hương Khê, Vũ Quang ), đất dốc (núi Hồng Lĩnh thuộc huyên Can Lộc, huyện Lộc Hà và thị xã Hồng Lĩnh ), vùng sinh thái đất ngập nước, rừng tràm, vùng rừng dễ gây lũ quét, xói lở, đất dễ bị khô hạn và thoái hoá. Cháy rừng sẽ nhanh chóng lan ra trên một diện tích rộng lớn và rất khó dập tắt cho nên thiệt hại cũng rất nghiêm trọng. Sự phục hồi và tái tạo lại rừng trong điều kiện này là rất chậm vì thế mà tài nguyên rừng đang cạn kiệt dần đi.

    5.4. Sức ép dân số

    • Tăng dân số nhanh là một trong những nguyên nhân chính làm suy thoái đa dạng sinh học, suy thoái môi trường. Sự gia tăng dân số đòi hỏi tăng nhu cầu trong sinh hoạt và các nhu cầu thiết yếu khác, nhất là tài nguyên đất cho sản xuất nông nghiệp. Sự gia tăng về mật độ dân đã dẫn đến nạn phá rừng và sự suy thoái nghiêm trọng về các hệ sinh thái và tài nguyên thiên nhiên. Khi chưa có sự xuất hiện của con người, rừng che phủ hầu hết đất đai của các lục địa, trong lịch sử phát triển của loài người vào thời kì đồ đá cũ, con người sống hoàn toàn phụ thuộc vào rừng bằng các hoạt động săn bắt và hái lượm, các hoạt động này không gây thiệt hại gì cho rừng. Đến khi con người bắt đầu biết chăn nuôi và trồng trọt thì con người có những hoạt động tác hại đến rừng, mặc dù các tác động này có phần nào hạn chế sự phát triển của rừng nhưng cũng chưa đáng kể lắm. Từ thế kỷ thứ 3 trước công nguyên trở về sau thì rừng mới thực sự bị con người tấn công khai phá. Sự tấn công khai phá rừng ngày càng được thấy rõ nét hơn, khi dân số đông dần lên, nông nghiệp ngày càng mở rộng đồng thời nghề luyện kim xuất hiện. Con người đốt rừng để trồng tỉa, lấy gỗ để làm nhiên liệu, đồ gỗ làm thuyền làm bè… Cứ như thế rừng bị thu hẹp dần. Cùng với sự phát triển của nền công nghiệp, đời sống của con người dần được nâng lên, nhu cầu trong đời sống của họ cũng dần tăng cùng theo đó. Và dần dần, dân cư ngày càng tập trung ở các đô thị để dễ dàng trao đổi buôn bán… thoã mãn nhu cầu của họ, gây nên tình trạng mất cân đối giữa dân cư ở nông thôn và thành thị. Người dân ồ ạt ra thành thị kiếm sống dẫn đến tình trạng đô thị hoá, đòi hoỉ nền kinh tế ở khu vực này phải phát triển tương đồng để đáp ứng đầy đủ việc làm cho người dân. Và khi nhu cầu con người trong tất cả các lĩnh vực tăng cao, nhu cầu việc làm cũng tăng thì các nhà máy, xí nghiệp, các công ty, cơ sở chế biến… bắt đầu được hình thành. Nhưng diện tích đất thành thị chỉ chiếm một phần rất nhỏ cho nên tất cả các hoạt động tiêu dùng và sản xuất, khai thác chế biến không thể diễn ra ở đây, chẳng hạn như xây dựng nhà máy xi măng, nhà máy gạch, các nhà máy chế biến nguyên liệu mía, sắn… thì không thể xây dựng trong địa bàn thành thị vì lí do đảm bảo đầu vào nguyên liệu dễ dàng, đảm bảo môi trường không bị ô nhiễm ở thành thị thì buộc họ phải chuyển đến một nơi cách xa thành thị, cách xa nơi sinh sống, chuyển đến một địa bàn nào đó để xây dựng cở sở sản xuất cho mình. Và dần họ lấn chiếm vào rừng, nơi có diện tích khá rộng và tiến hành khai thác tàn phá rừng để xây dựng các nhà máy xí nghiệp. Và tại các vùng nông thôn thì dân số tăng thì buộc người dân phải mở rộng diện tích đất canh tác để sản xuất đủ lương thực đảm bảo cho cuộc sống. Điều tất nhiên là người dân không thể mở rộng diện tích đất sản xuất xuống các vùng đô thị, diện tích đất đồng bằng chiếm phần rất ít thì buộc họ phải tiến sâu vào rừng, bất đầu chặt phá rừng để lấy đất tiến hành sản xuất. Ban đầu chỉ khai thác một phần diện tích nhỏ và sau một thời gian dài, ngoài nhu cầu mở rộng đất canh tác mà nhu cầu về nhà ở của con người cũng tăng lên. Do nền kinh tế phat triển, giá cả đất tại các đô thị rất cao nhưng người dân họ không đủ khả năng để mua nhà tại các vùng đồng bằng và đương nhiên họ sẽ chuyển lên địa bàn mà nơi họ có khả năng mua nhà ở và rừng được xem là địa bàn sinh sống tiềm năng. Khi dân số tăng nhanh không những nhu cầu về việc làm, nhà ở tăng mà bên cạnh đó nhu cầu giả trí ăn uống du lịch… của con người cũng tăng nhiều hơn khi đời sống người dân được nâng lên họ muốn được ăn những thứ ngon, những thứ lạ, dùng những sản phẩm độc đào từ thên nhiên, muốn có nguồn vật liệu xây dựng như sản phẩm từ gỗ quý hiếm như: giáng hương (Pterocarpus macrocarpus), gụ (Sindora siamensis), sao đen (Hopea odaratu). Có cầu ắt sẽ có cung và con người lại tiếp tục vào rừng tìm kiềm các loài động thực vật quý hiếm để săn bắt, khai thác với mục đích bán cái trên thị trường cần để có thêm thu nhập. Tài nguyên rừng thì có hạn mà nhu cầu con người thì ngày càng tăng và chỉ trong một thời gian ngắn các loài động vật, thực vật quý hiếm đã bị khai thác cạn kiệt, thậm chí có nguy cở bị tiêu diệt làm cho số lượng và chủng loài sinh vật ngày càng giảm đi. Vậy có thể nói sức ép dân số cũng tác động mãnh mẽ đến sự suy thoái tài nguyên rừng, con người cần có sự khai thác hợp lý có kế hoạch để hạn chế tình trạng kahi thác rừng bừa bài làm giảm tài nguyên rừng một cách đáng kể.

    5.5. Nghèo đói

    • Suy thoái môi trường có nhiều nguyên nhân trong đó một phần là do sự đói nghèo tác động nên. Đói nghèo luôn đi đôi với sự khan hiếm tài nguyên sản xuất đã dẫn đến tình trạng khai thác tài nguyên thiên nhiên quá mức làm tăng sự khan hiếm và suy thoái. Với khoảng 70% dân cư sống ở nông thôn, Hà Tĩnh là một tỉnh đang phát triển dựa vào nông nghiệp phụ thuộc vào tài nguyên thiên nhiên. Đất nông nghiệp ở nhiều nơi thiếu nghiêm trọng và nhiều người phải sống dựa vào rừng, đời sống rất thấp khoảng 50% gia đình thuộc vào diện đói nghèo. Vì thiếu ruộng, thiếu vốn đầu tư những người nghèo đói thường phải đến sinh sống tạo những nơi có điều kiện không thuận lợi mà cần ít vốn đầu tư phải bóc lột đất và tài nguyên thiên nhiên để duy trì cuộc sống làm cho các loại tài nguyên nay dần bị suy thoái nhanh chóng. Nhưng cũng phải chứng tỏ một điều là: nghèo đói không đồng nghĩa với việc được tàn phá rừng như hoạt động khai thác gỗ, củi, đặc sản rừng… để đem đi bán. Nhưng vì nghèo, không có đất sản xuất, không có vốn đầu tư, buộc họ phải tàn phá để nuôi sống bản thân và gia đình họ, có thể số củi, gỗ mà họ khai thác được chỉ bán ra với giá là 50.000 đồng nhưng số tiền đó lại nuôi được gia đình họ trong một tuần, nếu thu nhập một người/ ngày mà thấp hơn 15.000 thì được xét là hộ nghèo thì những hộ gia đình đó lại có cuộc sống khó khăn hơn. Các hoạt động khai phá của họ cũng một phần đáp ứng nhu cầu tiêu dùng cho những người giàu có, phục vụ mục đích kinh doanh cho những con người có tiền bạc. Tuy hoạt động ấy mang tính nhỏ lẻ, manh múm, không ồ ạt nhưng lại được lặp đi lặp lại trong một thời gian khá dài nên rất khó quản lý và gây nên tình trạng cạn kiệt dần của tài nguyên rừng. Khi rừng ngày càng giảm về số lượng cây trồng, vật nuôi hay diện tích rưùng bị thu hẹp đã dẫn đến hiện tượng hạn hán lũ lụt, khả năng ngăn chặn xói mòn đất là rất kém. Cho nên mỗi lần thiên tai ập đến lại chính những người nghèo tiếp tục gánh chịu tổn thất nặng nề hơn do phải sống gần rừng. Vốn dĩ họ đã nghèo nay lại càng nghèo hơn, sự nghèo đói luôn xây quanh cuộc sống của họ, dường như họ khó có thể thoát ra được cuộc sống tiếp tục phá rừng lấy gỗ,củi, đặc sản rừng bán để có thu nhập. Vì mục đích là có thu nhập nuôi sống gia đình mình mà các hộ dân nghèo đói đang dần dần làm suy giảm nguồn tài nguyên thiên nhiên. Vậy cần có các chính sách hỗ trợ giải quyết việc làm cho hộ nghèo đói như các chương trình phát triển ngành nghệ phụ… để giảm bớt hiện tượng khai thác rừng.

    5.6. Hậu quả của cuộc chiến tranh hoá học để lại:

    • Cuộc chiến tranh hoá học chính là những cuộc chiến tranh bằng chất độc da cam/đioxin mà quân đội Hoa Kỳ đã sử dụng và rải lên đất nước Việt Nam trong các cuộc chiến tranh và Hà Tĩnh cũng phải hứng chịu hậu quả nặng nề đó. Với số lượng rất lớn chất độc hoá học đã rải, lặp đi lặp lại nhiều lần trong một quãng thời gian dài với nồng đọ cao, chúng ngấm và dần phân huỷ trong đất, không những đã làm chết cây cối mà còn gây ô nhiễm môi trường trong một thời gian dài và làm đảo lộn các hệ sinh thái tự nhiên. Những hậu quả tức thời và lâu dài của chất độc hoá học đối với tài nguyên và môi trường rừng là rất rõ ràng. Trong quá trình bị tác động, hàng trăm loài cây đã bị trút lá, đáng quan tâm nhất là những cây gỗ lớn thuộc tầng nhô và tầng ưu thế sinh thái thuộc họ dầu ( Dipterocarpaceae), họ đậu ( Fabaceae). Nhiều loài cây gỗ quý hiếm như giáng hương ( Pterocarpus macrocarpus), gụ ( Sindora siamensis), sao đen ( Hopea odorata)… và một số cây họ dầu thuộc tầng cao trong rừng đã bị chết dẫn đến khan hiếm nguồn hạt giống của một số loài cây quý. Tán rừng bị phá vỡ, môi trường rừng bị thay đổi nhanh chóng, những loài cây của rừng thứ sinh như tre, nứa, các loài cây gỗ ưa ánh sáng mọc nhanh, kém giá trị kinh tế thì chúng xuất hiện và lấn át cây gỗ bản địa. Nhiều khu rừng đã bị phá huỷ nặng nề do quy mô phá hoại rộng lớn và lặp đi lặp lại nhiều lần, kéo dài trong nhiều năm, kèm theo với các tác động khác của bom đạn… Hậu quả là cây rừng bị chết đi, các loài cây cỏ dại như cỏ Mỹ ( Pennisetum polystachyon), cỏ tranh (Imperate cylindrica), lau lách xâm lấn và đến nay rừng vẫn chưa được phục hồi. Ngoài ra, chất độc hoá học rải lên rừng còn gây thiệt hại nhiều cho các loại tài nguyên khác ngoài gỗ chưa được tính đến như dầu nhựa, cây thuốc, song mây và các loài động vật rừng. Và hậu quả của cuộc chiến tranh hoá học của Mỹ rải xuống còn dẫn đến nhiều thiệt hại khác về môi trường và tính đa dnạg sinh học làm cho quá trình trút lá ồ ạt đã dẫn đến hiện tượng ứ đọng dinh dưỡng và có 10-15 triệ hố bom chiếm khoảng 1% diện tích rừng Nam Việt Nam làm cho lớp đất mặt bị đảo lộn và thúc đẩy quá trình rửa trôi đất. Hậu quả trên cản trở trực tiếp đến diễn thế phục hồi rừng và tác động xấu đến rừng phòng hộ đầu nguồn. Tuy những năm gần đây, cây rừng cũng đã được chăm sóc, được đầu tư phát triển thêm nhưng chất lượng và số lượng vẫn không được cao. Qua phân tích trên chúng ta thấy rằng hậu quả mà cuộc chiến tranh hoá học để lại là giảm diện tích rừng, làm cho tài nguyên rừng Hà Tĩnh bị tổn thương rất nặng nề. Mặc dù, đã trải qua trên 30 năm nhưng vết thương đó vẫn chưa lành, diện tích rừng thì có nhiều biến đổi theo xu hướng suy giảm do nhiều nguyên nhân khác nhau nhưng chiến tranh hoá học của Mỹ đã để lại một hậu quả tàn khốc lên tài nguyên rừng Việt Nam cũng như tại Hà Tĩnh.
    • Nguyên nhân dẫn đến sự giảm sút nghiêm trọng về diện tích là do khai hoang trong chiến tranh, do tập quán sống, do cháy rừng, do sự khai phá bừa bãi lấy gỗ lấy đất canh tác…, nguồn tài nguyên động- thực vật đa dạng của rừng Hà Tĩnh cũng bị giảm sút nghiêm trọng là do sự săn bắt thú bừa bãi để lấy lông, da, thịt, sừng và các sản phẩm khác để làm thuốc, còn do việc buôn lậu thú quý hiếm ra nước ngoài… Trong 4 thập kỷ qua theo ước tính sơ bộ đã có 200 loài chim đã bị tuyệt chủng và 120 loài thú đã bị diệt vong. Tất cả hậu quả trên đều do con người trực tiếp gây ra. Và qua phân tích ở trên chúng ta thấy cả 6 nguyên nhân đều có mối liên hệ mật thiết với nhau, cùng tác động và chi phối lẫn nhau, đều tác động trực tiếp làm ảnh hưởng tài nguyên rừng, làm suy thoái tài nguyên rừng rất nhanh. Vấn đề đặt ra cho các ban ngành kiểm lâm cần có những chính sách tác động để bảo vệ tài nguyên rừng, có sự kiểm soát chặt chẽ với những hành động khai thác trộm bừa bãi các động thực vật quý hiếm. Cần tuyên truyền cho người dân biết tác hại của vấn đề tàn phá rừng để tăng ý thức bảo vệ cộng đồng làm cho rừng Hà Tĩnh ngày càng đa dạng hơn về chủng loại và số lượng..

    5.7. Hiệu lực pháp luật và chính sách

    • Hiệu lực thi hành pháp luật trong cộng đồng và cán bộ địa phương còn hạn chế, hành lang pháp lý chưa đủ mạnh. Các vụ vượt quá thẩm quyền chuyển cấp trên thời gian xử còn kéo dài chưa có tác dụng giáo dục cho cộng đồng. Chính sách đãi ngộ, quan tâm của Nhà nước đối với lực lượng kiểm lâm chưa thỏa đáng. Kiểm lâm thường xuyên bị đe dọa bởi những đối tượng có hành vi khai thác trộm lâm sản. Họ chưa yên tâm với công tác. Hiện biên chế kiểm lâm còn thiếu nhiều (theo quy định với diện tích 115.545ha, biên chế cần là 231 người, nhưng tới năm 2008 mới chỉ có 72 người o Yok Don). Đây là một khó khăn trong công tác quản lý bảo vệ rừng Vườn quốc gia . Việc nâng cao năng lực kỹ năng về bảo tồn đa dạng sinh học và thực thi pháp luật cho kiểm lâm chưa ngang tầm nhiệm vụ.

    5.8 Phòng trừ sinh vật hại rừng

    • Những năm qua, trên diện tích rừng cả nước chưa xảy ra dịch bệnh mất rừng với quy mô lớn nhưng ở tại Hà Tĩnh có xảy ra hiện tượng dịch sâu róm hại rừng trồng các loại cây thông, có năm diện tích rừng bị nhiễm dịch lên đến hàng chục thậm chí hàng trăm héc ta, đã ảnh hưởng đến sinh trưởng, phát triển và năng suất nhựa. Sở lâm nghiệp đã sử dụng nhiều biện pháp kỹ thuật phòng trừ như: phun thuốc sâu, biện pháp sinh học… Tuy nhiên, công tác nghiên cứu, ứng dụng công nghệ kỹ thuật về phòng trừ sinh vật hại rừng còn rất hạn chế, chủ yếu mới thực hiện các giải pháp ứng phó khi dịch xảy ra, các biện pháp phòng sinh vật hại rừng chư được quan tâm đúng mức, do vậy sẽ rất lung túng nếu dịch xảy ra trên quy mô lớn. Theo quy hiện hành của pháp luật, công tác quản lý về phòng trừ sinh vật hại rừng được giao cho hệ thống cơ quan bảo vệ thực vật, Tuy nhiên các cơ quan này mới chỉ chủ yếu tập trung vào việc bảo vệ cây trồng nông nghiệp, chưa có đầy đủ năng lực để thực hiện các biện pháp phòng trừ sinh vật hại rừng.
    1. Tác động của suy giảm tài nguyên rừng đến tự nhiên – môi trường sống.

    6.1 Ảnh hưởng với môi trường tự nhiên:

    • Sự suy giảm tài nguyên rừng có ảnh hưởng như thế nào đối với tự nhiên và môi trường?
      • Đối với tự nhiên:
    • Đối với tài nguyên nước: mất rừng gây biến động thủy chế sông ngòi, giảm sự điều hòa của dòng chảy, dẫn đến lũ lụt khô hạn, làm tăng quá trình bốc hơi giảm lượng nước ngầm.
    • Đối với tài nguyên đất: Làm tăng qúa trình xói mòn, rửa trôi, đá ong hóa mạnh mẽ làm tăng diện tích đất bị thoái hóa.
    • Đối với tài nguyên sinh vật: Mất rừng làm suy giảm tính đa dạng sinh học, số lượng loài động thực vật bị tuyệt chủng ngày càng tăng
      • Đối với môi trường:
    • Đối với môi trường không khí: Rừng bị chặt phá làm tăng lượng CO2, tăng nhiệt độ không khí, thủng tầng Ôzôn, ô nhiểm khí quyển.
    • Đối với sinh thái: nhiệt độ không khí tăng làm thay đổi vùng phân bố và cấu trúc quần thể của nhiều hệ sinh thái, ranh giới các hệ sinh thái có xu hướng chuyển dich lên cao hơn. Nhiệt độ tăng làm tăng khă năng cháy rừng.

    6.2. Ảnh hưởng của suy giảm tài nguyên rừng đến môi trường sống.

    • Suy giảm tài nguyên rừng gây thiên tai ở nhiều nơi
    • Nằm trong vùng nhiệt đới gió mùa và chịu tác động trực tiếp của ổ bão châu Á -Thái Bình Dương – một trong 5 ổ bão lớn của thế giới, Việt Nam thường xuyên phải đối mặt với các loại hình thiên tai. Nước ta còn nằm trong số 10 nước hàng đầu về tần suất bị thiên tai trên thế giới, với những loại thiên tai phổ biến là bão, lũ, lũ quét, sạt lở đất, hạn hán.
    • Thống kê của Bộ Nông nghiệp và Phát triển nông thôn cho thấy, 10 năm gần đây, bình quân mỗi năm, có khoảng 750 người chết và mất tích do thiên tai, giá trị thiệt hại về tài sản ước tính chiếm khoảng 1,5% GDP. Theo các chuyên gia về môi trường, Việt Nam sẽ tiếp tục phải hứng chịu nhiều đợt thiên tai trong tương lai với tần suất nhiều hơn, cường độ mạnh hơn do chịu sự ảnh hưởng của biến đổi khí hậu toàn cầu – tác động của suy giảm tài nguyên rừng.
    • Ảnh hưởng của nạn phá rừng đối với lũ lụt đã và đang được tranh luận trên khắp thế giới. Các cuộc nghiên cứu và điều tra ở Hoa Kỳ cũng như nhiều nơi khác trên thế giới đã chứng minh rằng nguyên nhân hàng đầu của lũ lụt là có quá nhiều mưa xảy ra trong một thời gian ngắn ngủi, và việc phá rừng có thể ảnh hưởng quan trọng đối với lũ lụt trong các lưu vực hạn hẹp như ở miền Trung. Cây cối có khả năng giữ nước cũng như giảm thiểu việc đất đai sạt lở. Lượng nước lũ ở một vùng có nhiều cây cối sẽ ít hơn lượng nước lũ từ một vùng trơ trọi. Vì thế nạn phá rừng có thể gia tăng mực nước ở các vùng hạ lưu.
      • Khi rừng bị suy thoái thì xảy ra nạn ô nhiễm môi sinh, nạn trái đất ấm dần lên, nạn đói kém, lụt lội, nạn voi bỏ rừng về buôn làng giết hại con người, phá hoại tài sản .v.v.
    • Người ta ước tính, nạn phá rừng khiến mỗi năm thế giới thiệt mất một số tiền lên tới 45 tỷ Mỹ Kim. Tuy số tiền vừa đề cập là một số tiền vô cùng lớn lao; thế nhưng những chính sách hay hành động có tính thiển cận, tạo ra vô vàn thiệt hại khác mà thiệt hại có’ tầm mức nghiêm trọng nhất lại là thiệt hại về tính đa dạng sinh tháị.Như ta đã biết rừng nhiệt đới giữ một vai trò đặc biệt trong việc bảo tồn tính đa dạng sinh tháị Đây là nơi ở của tới 70% chủng loại cây cối và muông thú của trái đất; đồng thời cũng là nơi chứa tới hơn 13 triệu chủng loại khác nhaụ Rừng nhiệt đới chứa tới 70% loại cây co ‘ống mạch, 30% tất cả các loài chim và 90% loài động vật không xương sống. Đăỳc biệt rừng nhiệt đới còn là nơi sinh sống của những loài động vật độc đáo nổi tiếng như các loài linh trưởng như đười ươi, vượn; các giống thuộc họ miêu, tức mèo như sư tử, cọp, beo, v.v. Riêng trong lĩnh vực chủng loại thảo mộc mà thôi, rừng nhiệt đới cũng cực kỳ đa dạng và mỗi mẫu rừng chứa tới hơn 200 chủng loại khác nhaụ Việc phá hoại rừng khiến hàng nghìn chủng loại cây cối và thú vật bị tuyệt chủng. Số lượng chính xác bị tuyệt chủng là bao nhiêu thì người ta quả không rõ; thế nhưng có người đoán mỗi năm khoảng 50.000 chủng loại khác nhau bị tuyệt chủng.
    • Tiên đoán là trong thế kỷ 21 này, cứ mỗi một thập niên, trái đất trái đất ấm dần lên độ 0,3 độ C. Lý do là vì số lượng carbon dioxide hiện diện trong bầu khí quyển gia tăng; và kể từ 150 năm qua, số này đã tăng tới 25%; và mặc dù chỉ chiếm có 1/20 của một phần trăm khí quyển địa cầu, carbon dioxide có khả năng hấp thụ năng lượng bức xạ rất cao.
      • Mất rừng ngập mặn sẽ đẩy mạnh sự xâm nhập nước mặn vào đất liền, thúc đẩy quá trình xói lở, gây ô nhiễm đất và nguồn nước
    • Trong vòng 50 năm qua, Việt Nam đã mất đi hoặc suy giảm chất lượng hơn 80% diện tích rừng ngập mặn. Đặc biệt giai đoạn từ 1995 trở lại đây, rừng ngập mặn đã bị tàn phá với tốc độ nhanh khủng khiếp để phục vụ hoạt động nuôi trồng thủy sản. Tại nhiều địa phương, nuôi tôm đã từng được coi là một nghề siêu lợi nhuận, dẫn đến phong trào nơi nơi, nhà nhà đầu tư vào ngành này một cách tự phát, làm chết hoặc chủ động phá đi hàng trăm ngàn ha rừng ngập mặn, bất chấp những rủi ro và nguy cơ tiềm ẩn về tình trạng ô nhiễm môi trường, vệ sinh an toàn thực phẩm và những biến cố, thảm họa tự nhiên có thể xảy ra. Phong trào này đồng thời kéo theo hàng loạt các vấn đề kinh tế xã hội phức tạp khác. Thực trạng này đã diễn ra ở nhiều tỉnh duyên hải, đặc biệt thấy rõ ở một số tỉnh miền Tây Nam Bộ như Cà Mau, Kiên Giang, Sóc Trăng, Bạc Liêu… Điều đó, một mặt phản ánh sự thiếu hiểu biết và thái độ bất chấp của người dân, mặt khác cho thấy sự yếu kém trong vấn đề quản lý, quy hoạch của chính quyền địa phương đối với nguồn tài nguyên thiên nhiên cũng như các hoạt động kinh tế xã hội của địa phương.
    • Sau hơn 10 năm thực hiện “công cuộc tàn phá rừng ngập mặn”, giờ đây không ai khác mà chính người dân địa phương ở những nơi này đang phải chứng kiến và gánh chịu hậu quả về sinh thái và kinh tế xã hội.
    • Việc phá rừng ngập mặn làm đìa tôm trước mắt có thể đem lại lợi nhuận hàng trăm tỉ đồng mỗi năm, nhưng hậu quả thì khôn lường. Một thực tế là ở những nơi rừng ngập mặn bị tàn phá, lượng mưa giảm rõ rệt, không khí nóng bức hơn, bầu không khí bị ô nhiễm do lượng khí CO2 tăng.
    • Phá rừng nuôi tôm đã trở thành chuyện phổ biến

    EMôi trường đất: Môi trường đất là nơi trú ngụ của con người và hầu hết các sinh vật cạn, là nền móng cho các công trình xây dựng dân dụng, công nghiệp và văn hóa của con người. Đất là một nguồn tài nguyên quý giá, con người sử dụng tài nguyên đất vào hoạt động sản xuất nông nghiệp để đảm bảo nguồn cung cấp lương thực thực phẩm cho con người.Hiện nay đất đang bị suy thoái do các hoạt động sống của con người đặc biệt là hoạt động khai thác rừng bừa bãi,đốt rừng làm nương rẫy,…Chính những hoạt động này đã làm mất thảm thực vật bảo vệ đất khỏi xói mòn,rửa trôi, ngoài ra suy giảm tài nguyên rừng còn làm giảm độ ẩm, độ phì của đất… làm tăng diện tích đất bị thoái hóa. Riêng chỉ với ở Việt Nam, thực tế suy thoái tài nguyên đất là rất đáng lo ngại và nghiêm trọng.

     

    ]Qua đây ta thấy suy giảm tài nguyên rừng là nguyên nhân gây suy thoái đất.

    EMôi trường nước: Rừng không chỉ có khả năng hấp thụ CO2 mà rừng góp phần giữ ổn định nguồn cấp nước, giảm thiểu nguy cơ hạn hán cũng như lũ lụt. Rừng còn giúp cân bằng dòng chảy cố định cho các hệ sinh thái và các trung tâm đô thị.Bởi vậy,suy giảm rừng gây biến động thủy chế sông ngòi, giảm sự điều hòa của dòng chảy,làm tăng quá trình bốc hơi giảm lượng nước ngầm,dẫn đến lũ lụt khô hạn. Hiện nay,nước ta  đang diễn ra tình trạng thiếu nước trong mùa khô đặc biệt là ở các tỉnh ở Tây Nguyên và lũ lụt trong suốt mùa mưa.

     

    ]Hiện tượng này một phần do suy giảm rừng và tác động của biến đổi khí hậu.

    EMôi trường không khí: Rừng là ‘ lá phổi xanh”,có khả năng hấp thụ CO2 tạo khí O2 thông qua quá trình quang hợp.Rừng có ảnh hưởng đến nhiệt độ,độ ẩm không khí,thành phần khí quyển và có ý nghĩa điều hòa khí hậu.

    • Trong quá trình sản xuất và sinh hoạt (đi lại bằng xe cơ giới,..) chúng ta thải ra môi trường không khí hàng tấn bụi,khí,sol khí…những khí thải này sẽ bay lơ lững và nếu như không có những hàng cây để chúng bám vào thì ô nhiễm không khí là không tránh được.

    Mức độ ô nhiễm không khí ở nước ta do bụi là rất trầm trọng, vượt chỉ số tiêu chuẩn cho phép nhiều lần, trong đó có những khu vực gấp từ 3 – 4.

    • Bên cạnh đó suy giảm rừng sẽ làm tăng lượng CO2 ,tăng nhiệt độ…hiệu ứng nhà kính tăng.Bởi vậy,không riêng gì nước ta mà toàn thế giới đang chịu ảnh hưởng của biến đổi khí hậu.
    • Việt Nam đã và đang chịu ảnh hưởng của biến đổi khí hậu. Trong thế kỷ XXI, những ảnh hưởng này còn trầm trọng và khốc liệt hơn nữa. Theo ủy ban liên chính phủ về BĐKH, nếu không có các biện pháp mạnh mẽ để giảm lượng khí thải toàn cầu thì đến 2100, nhiệt độ Trái đất có thể tăng đến 4,8°C so với năm 1990.

    CHƯƠNG 2: GIẢI PHÁP

     

    1. Đối với cộng đồng dân cư

    Tuyên truyền, phổ biến, giáo dục, nâng cao nhận thức về quản lý bảo vệ rừng.

    • Xây dựng các chương trình về thông tin – giáo dục – truyền thông, phổ biến kiến thức về pháp luật bảo vệ và phát triển rừng nhằm nâng cao nhận thức về bảo vệ rừng của các chủ rừng, chính quyền các cấp, các ngành và toàn xã hội.
    • Đổi mới phương pháp tuyên truyền phù hợp với từng đối tượng tiếp nhận thông tin, nhất là đối với đồng bào dân tộc sống ở vùng sâu, vùng xa. Đưa kiến thức cơ bản về bảo vệ tài nguyên rừng vào chương trình giảng dạy ở cấp tiểu học và trung học. In ấn, phát hành các tài liệu tuyên truyền để phân phát cho các cộng đồng, xây dựng các bảng tuyên truyền ở những khu vực công cộng, trên giao lộ, cửa rừng…
    • Vận động các hộ gia đình sống trong và gần rừng ký cam kết bảo vệ rừng; xây dựng và thực hiện các quy ước bảo vệ rừng ở cấp xã.

    Đối với chủ rừng.

    • Chủ rừng phải chịu trách nhiệm bảo vệ rừng được Nhà nước giao, cho thuê theo quy định hiện hành của pháp luật. Những chủ rừng quản lý trên 500ha rừng phải có lực lượng bảo vệ rừng của mình.
    • Xây dựng các chương trình, đề án bảo vệ rừng trên diện tích được giao, được thuê đảm bảo bố trí các nguồn lực không để rừng bị xâm hại trái pháp luật.

    Đối với các tổ chức xã hội.

    Phối hợp với chính quyền các cấp xây dựng và tổ chức thực hiện các chương trình tuyên truyền, vận động và giáo dục pháp luật về bảo vệ rừng cho các thành viên; phát hiện, đấu tranh, phòng ngừa các hành vi vi phạm pháp luật; tổ chức các phong trào quần chúng tham gia bảo vệ và phát triển rừng.

    1. Đối với chính quyền địa phương

    Đối với Uỷ ban nhân dân các cấp.

    • Thực hiện nghiêm túc trách nhiệm quản lý Nhà nước về bảo vệ rừng theo quy định tại Luật bảo vệ và phát triển rừng. Tổ chức các lực lượng truy quét lâm tặc phá rừng tại địa phương. Ngăn chặn kịp thời các trường hợp khai thác, phá rừng và lấn chiếm đất rừng. Chỉ đạo xử lý nghiêm khắc các tổ chức, cá nhân vi phạm pháp luật về bảo vệ rừng và những người bao che, tiếp tay cho lâm tặc. Những địa phương để xảy ra tình trạng phá rừng trái phép thì Chủ tịch Uỷ ban nhân dân các cấp phải kiểm điểm làm rõ trách nhiệm và bị xử lý theo quy định.
    • Tổ chức khôi phục lại diện tích rừng bị phá, lấn chiếm trái quy định của pháp luật trong thời gian qua.
    • Tiến hành kiểm tra, cưỡng chế tất cả những người di dư tự do ra khỏi các vùng rừng nguyên sinh, rừng đặc dụng, rừng phòng hộ.
    • Hoàn thành giao đất, giao rừng và cấp giấy chứng nhận quyền sử dụng đất cho các tổ chức, hộ gia đình, cá nhân vào năm 2010.

     Hỗ trợ nâng cao đời sống người dân.

    • Đẩy mạnh việc giao rừng và đất lâm nghiệp, khoán bảo vệ rừng cho các hộ gia đình, cộng đồng dân cư sống chủ yếu bằng nghề lâm nghiệp, đặc biệt là đối với đồng bào dân tộc, đồng thời hoàn thành việc cấp giấy chứng nhận quyền sử dụng đất cho các chủ rừng.
    • Sớm hoàn thành chủ trương giải quyết đất ở, đất sản xuất, hỗ trợ nhà ở cho đồng bào dân tộc đang gặp nhiều khó khăn, gắn với các chương trình mục tiêu quốc gia về xóa đói giảm nghèo, chương trình định canh định cư, quy hoạch và tổ chức thực hiện các dự án ổn định vùng kinh tế mới để người dân có thu nhập từ sản xuất, sớm ổn định cuộc sống, giảm bớt sự lệ thuộc vào thu nhập từ các hoạt động khai thác rừng trái pháp luật…
    • Rà soát ổn định diện tích canh tác nương rẫy theo phong tục tập quán của đồng bào ở một số khu vực, từng bước chuyển sang phương thức canh tác thâm canh, cung cấp giống cây trồng phù hợp với lập địa, có hiệu quả kinh tế cao và hướng dẫn kỹ thuật cho đồng bào.
    • Nghiên cứu chính sách hỗ trợ của Nhà nước cho đồng bào tương đương với thu nhập từ canh tác quảng canh nương rẫy hiện nay (tương đương khoảng 1 đến 1,5 tấn thóc/hécta/năm) trong thời gian 3 đến 5 năm, cung cấp giống cây rừng và một số vật tư cần thiết khác cho đồng bào dân tộc tại chỗ để chuyển căn bản họ sang trồng rừng, đồng thời cho họ được hưởng 100% sản phẩm rừng.
    1. Đối với cơ quan quản lý

    Quy hoạch, xác định lâm phận các loại rừng ổn định.

    • Uỷ ban nhân dân các tỉnh, thành phố trực thuộc Trung ương tổ chức rà soát, lập quy hoạch 3 loại rừng của địa phương; Bộ Nông nghiệp và Phát triển nông thôn phối hợp với Bộ Tài nguyên và Môi trường rà soát quy hoạch rừng ngập mặn ven biển đảm bảo an toàn bảo vệ môi trường ven biển và phát triển nuôi trồng thủy sản hợp lý, tổng hợp quy hoạch ba loại rừng quốc gia trình Thủ tướng Chính phủ phê duyệt quy hoạch tổng thể ba loại rừng toàn quốc;
    • Bộ Nông nghiệp và Phát triển nông thôn rà soát danh mục hệ thống rừng đặc dụng để ổn định đến năm 2020 trình Thủ tướng Chính phủ phê duyệt trong năm 2006. Trên cơ sở đó, xác định thứ tự ưu tiên đầu tư cho các khu rừng đặc dụng theo Chiến lược quản lý hệ thống khu bảo tồn thiên nhiên Việt Nam đã được Thủ tướng Chính phủ phê duyệt.
    • Xác định ranh giới ba loại rừng trên bản đồ và thực địa; hoàn thành việc đóng cọc mốc, cắm biển báo ranh giới rừng đặc dụng và rừng phòng hộ đầu nguồn vào năm 2010.

    Hoàn thiện thể chế, chính sách và pháp luật

    • Phân định rõ chức năng, nhiệm vụ quản lý nhà nước của các Bộ, ngành, Uỷ ban nhân dân các cấp đối với công tác quản lý, bảo vệ và phát triển rừng. Thiết lập cơ chế, tổ chức quản lý rừng và đất lâm nghiệp theo ngành và liên ngành hợp lý để quản lý, bảo vệ rừng có hiệu quả.
    • Bộ Nông nghiệp và Phát triển nông thôn chủ trì, phối hợp với các Bộ, ngành có liên quan rà soát, hệ thống hóa hệ thống văn bản quy phạm pháp luật hiện hành về bảo vệ và phát triển rừng; sửa đổi, bổ xung, xây dựng mới các văn bản quy phạm pháp luật có liên quan đảm bảo quyền lợi, trách nhiệm và nghĩa vụ của chủ rừng, chính quyền các cấp và người dân trong công tác quản lý, bảo vệ và phát triển rừng. Trên cơ sở đó, xây dựng chiến lược khung pháp luật về bảo vệ và phát triển rừng đến năm 2020, tạo hành lang pháp lý ổn định trong hoạt động lâm nghiệp.
    • Bộ Nông nghiệp và Phát triển nông thôn chủ trì xây dựng chính sách về bảo vệ rừng theo hướng đảm bảo lợi ích của những người làm nghề rừng, những người trực tiếp tham gia bảo vệ rừng, tạo động lực thu hút đầu tư cho công tác bảo vệ và phát triển rừng. Trong đó, sớm sửa đổi chính sách về quyền hưởng lợi của chủ rừng theo Quyết định 187/TTg của Thủ tướng Chính phủ; chính sách giao, cho thuê rừng, khoán bảo vệ rừng; chính sách đầu tư cơ sở hạ tầng lâm nghiệp trước hết là nâng cao tỷ trọng vốn đầu tư xây dựng cơ sở hạ tầng từ nguồn vốn thuộc chương trình 661 lên mức 15% – 20% tổng vốn chương trình; chính sách khuyến khích nhập khẩu gỗ nguyên liệu và trồng rừng nguyên liệu thay thế gỗ rừng tự nhiên.
    • Uỷ ban nhân dân các tỉnh, thành phố trực thuộc Trung ương tiếp tục rà soát và sắp xếp các lâm trường quốc doanh; đồng thời triển khai ngay các phương án bảo vệ rừng và đất lâm nghiệp thu hồi từ các lâm trường quốc doanh, không để tình trạng rừng trở thành vô chủ. Trao quyền tự chủ về kinh doanh và tài chính cho các nông, lâm trường quốc doanh sau khi sắp xếp lại.

    Đối với lực lượng Công an.

    • Bộ Công an chỉ đạo công an các tỉnh, thành phố hỗ trợ và phối hợp thường xuyên với lực lượng kiểm lâm trong công tác phòng cháy, chữa cháy rừng theo một cơ chế thống nhất; tổ chức điều tra nắm chắc các đối tượng phá rừng, kinh doanh buôn bán lâm sản trái phép, đặc biệt phải triển khai các biện pháp kiên quyết trừng trị thích đáng; ngăn chặn triệt để tình trạng chống người thi hành công vụ; phối hợp với các lực lượng có liên quan truy quét bọn phá rừng và kiểm tra, kiểm soát lưu thông lâm sản. Rà soát và xử lý dứt điểm các vụ án hình sự tồn đọng trong lĩnh vực bảo vệ rừng.

    Đối với lực lượng Quân đội.

    • Huy động các đơn vị quân đội ngăn chặn các điểm nóng về phá rừng: Bộ Quốc phòng chỉ đạo các Quân khu, Quân đoàn, Bộ tư lệnh Biên phòng; Bộ chỉ huy quân sự và Bộ chỉ huy biên phòng các tỉnh phối hợp với chính quyền địa phương xác định những khu vực rừng đang là điểm nóng về phá rừng, đặc biệt là khu vực Tây Nguyên, Đông Nam Bộ, Bắc Trung Bộ để tổ chức các đơn vị quân đội đóng quân, chốt giữ, xây dựng địa bàn quốc phòng an ninh gắn với bảo vệ rừng, bố trí lực lượng, phương tiện thường trực sẵn sàng tham gia các đợt truy quét chống chặt phá rừng.
    • Sau khi giải quyết căn bản ổn định tình hình phá rừng trái phép trong một thời gian, các đơn vị quân đội bàn giao việc bảo vệ rừng cho chính quyền địa phương để tiếp tục duy trì công tác bảo vệ rừng. Tuy nhiên, ở những khu vực có vị trí quan trọng về quốc phòng, thì có thể giao quản lý rừng lâu dài cho các đơn vị quân đội.
    • Huy động các đơn vị quân đội tham gia phòng cháy, chữa cháy rừng ở những khu vực rừng có nguy cơ cháy rừng cao như: U Minh, Tây Nguyên, Đông Nam Bộ, Uỷ ban nhân dân các tỉnh phải có phương án để huy động lực lượng quân đội đóng quân trên địa bàn bố trí lực lượng thường trực, canh phòng và sẵn sàng chữa cháy rừng vào các tháng mùa khô cao điểm. Quân đội phải chủ động phương án tăng cường lực lượng, huấn luyện và diễn tập tại các khu vực này, phải coi chống lửa rừng như chống giặc để bảo vệ địa bàn quốc phòng.
    • Huy động lực lượng quân đội tham gia trồng rừng, khoanh nuôi tái sinh rừng: Bộ Quốc phòng và Bộ Nông nghiệp và Phát triển nông thôn nghiên cứu chính sách thu hút các đơn vị quân đội tham gia trồng rừng, khoanh nuôi tái sinh rừng. Các đơn vị quân đội duy trì lực lượng bộ khung chỉ huy, lực lượng lao động chủ yếu sử dụng lực lượng nghĩa vụ quân sự. Sau khi rừng khép tán có thể bàn giao cho chính quyền để giao cho người dân quản lý bảo vệ, kinh doanh hoặc giao cho các đơn vị quân đội tiếp tục quản lý kinh doanh theo dự án và quy định của pháp luật.
    • Mở rộng diện tích rừng giao cho các đơn vị quân đội (nhất là các Đồn Biên phòng) tổ chức quản lý, bảo vệ; xây dựng các tuyến đường an ninh quốc phòng gắn với công tác bảo vệ rừng hai bên đường dọc tuyến biên giới; hải đảo và các khu vực rừng ở vùng sâu, vùng xa.

    Củng cố tổ chức, nâng cao năng lực của lực lượng kiểm lâm.

    • Đổi mới tổ chức lực lượng kiểm lâm theo Luật bảo vệ và phát triển rừng để kiểm lâm gắn với chính quyền, với dân, với rừng, thực hiện chức năng tham mưu cho chính quyền địa phương, tổ chức bảo vệ rừng đặc dụng và rừng phòng hộ, bảo đảm chấp hành pháp luật trong việc bảo vệ và phát triển rừng. Bố trí kiểm lâm địa bàn ở 100% các xã có rừng để tham mưu cho chính quyền cơ sở trong công tác quản lý nhà nước về lâm nghiệp, theo dõi chặt chẽ diễn biến rừng; kịp thời phát hiện, ngăn chặn ngay từ đầu những vụ vi phạm. Từng bước tăng biên chế cho lực lượng kiểm lâm để bảo đảm định mức bình quân 1.000ha rừng có 1 kiểm lâm.
    • Tăng cường trang thiết bị cho kiểm lâm gồm các phương tiện hoạt động phù hợp với địa bàn rừng núi, hệ thống thông tin liên lạc, thiết bị phòng cháy, chữa cháy rừng.
    • Ban hành một số chính sách về kinh phí cho hoạt động nghiệp vụ, tiền lương, chế độ thương binh, liệt sỹ, cơ chế sử dụng vũ khí, công cụ hỗ trợ để trấn áp lâm tặc. Ban hành tiêu chuẩn ngạch công chức kiểm lâm vào năm 2006.
    • Đánh giá nhu cầu đào tạo về quản lý bảo vệ rừng, lập kế hoạch đào tạo, bồi dưỡng về chuyên môn nghiệp vụ và chính trị cho các đối tượng. Xây dựng chiến lược đào tạo về bảo vệ rừng đến năm 2010. Tổ chức các chương trình trao đổi kinh nghiệm về công tác quản lý, bảo vệ rừng.

    . Xây dựng cơ sở hạ tầng, đầu tư trang thiết bị bảo vệ rừng.

    • Lắp đặt và khai thác có hiệu quả trạm thu ảnh viễn thám phục vụ cho công tác dự báo, cảnh báo cháy rừng và theo dõi diễn biến rừng.
    • Xây dựng các công trình phòng cháy, chữa cháy rừng, bảo vệ rừng (đường băng, chòi canh, hồ chứa nước, trạm bảo vệ, đường tuần tra…) ở các khu rừng đặc dụng, phòng hộ, các vùng trọng điểm đã được xác định về phá rừng và cháy rừng.
    • Đầu tư xây dựng các Trung tâm huấn luyện, đào tạo chuyên ngành cho lực lượng bảo vệ rừng.
    • Trang bị phương tiện đáp ứng yêu cầu công tác hiện trường cho các Hạt Kiểm lâm trên toàn quốc, trước mắt tập trung đầu tư cho các Hạt Kiểm lâm ở những vùng trọng điểm.

    Ứng dụng khoa học công nghệ

    • Ứng dụng công nghệ tin học, GIS, viễn thám vào công tác quản lý bảo vệ rừng, theo dõi diễn biến rừng và đất lâm nghiệp.
    • Thiết lập và sử dụng có hiệu quả mạng máy tính chuyên ngành; xây dựng phần mềm quản lý, theo dõi diễn biến tài nguyên rừng và các vụ vi phạm Luật bảo vệ và phát triển rừng.
    • Xây dựng, tổ chức thực hiện quy trình giám sát, điều tra đa dạng sinh học ở các khu rừng đặc dụng.
    • Nghiên cứu, ứng dụng công nghệ phòng cháy, chữa cháy rừng; xây dựng và tổ chức thực hiện các quy trình, quy phạm kỹ thuật phòng cháy, chữa cháy rừng.

    Tài chính

    • Nghiên cứu và xây dựng quy chế tăng cường nguồn lực tài chính và thu hút các nguồn vốn đầu tư cho bảo vệ rừng; ban hành cơ chế tài chính đầu tư cho các khu rừng đặc dụng, phòng hộ.
    • Đổi mới cơ chế cấp phát tài chính từ ngân sách nhà nước; xây dựng định mức chi phí thường xuyên về quản lý bảo vệ rừng tính theo quy mô diện tích và yêu cầu thực tế.
    • Xây dựng cơ chế về đóng góp tài chính cho hoạt động bảo vệ rừng từ các tổ chức, cá nhân được hưởng lợi từ dịch vụ môi trường rừng.
    • Bộ Kế hoạch và Đầu tư, Bộ Tài chính và Uỷ ban nhân dân các tỉnh đáp ứng đủ vốn đầu tư cho các dự án, chương trình về bảo vệ và phát triển rừng được duyệt với tổng kinh phí 2.077 tỷ đồng bao gồm: đầu tư cho công tác phòng cháy, chữa cháy rừng 502 tỷ đồng; khoán bảo vệ 4,5 triệu hécta rừng đặc dụng, phòng hộ 1.250 tỷ đồng; hoạt động nghiệp vụ, công trình và trang thiết bị bảo vệ rừng 225 tỷ đồng; xây dựng cơ sở và huấn luyện đào tạo, bồi dưỡng nâng cao năng lực về bảo vệ rừng 100 tỷ đồng.

    Hợp tác quốc tế

    • Triển khai thực hiện tốt các Điều ước quốc tế mà Việt Nam là thành viên (Công ước về buôn buôn bán quốc tế các loài động vật, thực vật hoang dã nguy cấp – CITES; Hiệp định ASEAN về chống ô nhiễm khói bụi xuyên biên giới – haZE; Diễn đàn hổ toàn cầu – GTF,…)
    • Thu hút các nguồn vốn ODA và các hỗ trợ kỹ thuật của cộng đồng quốc tế cho công tác bảo vệ rừng.
    • Xây dựng và thực hiện các thỏa thuận song phương về hợp tác bảo vệ rừng liên biên giới với các nước Lào và Campuchia.

    Phòng cháy chữa cháy rừng.

    • Chi cục kiểm lâm thường xuyên theo dõi và truyền tải kịp thời bản tin cấp dự báo cháy rừng đến từng đơn vị kiểm lâm các địa phương để chủ động tuần tra liên tục nhằm sớm phát hiện lửa rừng để có biện pháp chữa cháy hiệu quả nhất.
    • Các đơn vị kiểm lâm, ban quản lý rừng phòng hộ, chủ rừng tập trung triển khai các phương án phòng cháy chữa cháy rừng: củng cố, kiện toàn ban chỉ huy huyện, ban chỉ huy cấp xã, tổ phòng cháy chữa cháy rừng cấp thôn và tổ xung kích bảo vệ rừng, phòng cháy chữa cháy rừng tại các vùng trọng điểm.
    • Đẩy mạnh công tác tuyên truyền, kiểm tra tình hình phòng cháy chữa cháy ở các địa phương, tăng cường kiểm soát nguồn lửa của người dân trong quá trình xử lý thực bì để sản xuất hoa màu, trồng rừng,…

    C. TỔNG KẾT

    1. Kết luận

              Trong những năm qua, chúng ta đã nhận thức rất rõ các nguyên nhân gây ra mất rừng, suy thoái rừng và đã có rất nhiều nỗ lực để giải quyết vấn đề này và đã đạt được những kết quả được nhà nước cũng như quốc tế đánh giá cao. Tuy nhiên, sự  đầu tư của Nhà nước không phải là vô hạn. Do đó cần phải đẩy mạnh công tác xã hội hóa việc bảo vệ và phát triển rừng thông qua việc thiết lập một cơ chế tài chính mới và bền vững dựa vào chính sách chi trả dịch vụ môi trường rừng. Bên cạnh đó, việc quản lý bảo vệ rừng bền vững cũng góp phần đem lại những lợi ích cho khu vực và toàn cầu (ví dụ : hạn chế

    biến đổi khí hậu, bảo tồn đa dạng sinh học …)

    Hiện nay giá trị của rừng vẫn chưa được tính toán một cách đầy đủ và người dân vẫn chưa yên tâm sống bằng nghề rừng cũng như tích cực tham gia quản lý và sử dụng rừng bền vững. Hệ quả tất yếu là áp lực lên tài nguyên rừng hiện có ngày càng tăng, hiện tượng mất rừng và suy thoái rừng vẫn còn tiếp diễn ở nhiều nơi. Nếu giá trị của rừng được  đánh  giá  và  được  lượng  hóa  một  cách đầy  đủ  (cả  giá  trị  về  gỗ,  lâm  sản ngoài gỗ và giá trị bảo vệ môi trường …) thì đó sẽ là cơ sở quan trọng để so sánh giữa lợi  ích  của  việc bảo  vệ  và  phát  triển  rừng  với  lợi nhuận  thu  được  từ  các  hoạt  động chuyển đổi rừng sang các mục đích sử dụng khác. Đó cũng là căng cứ để xây dựng một chính sách khuyến khích đủ mạnh để ngăn chặn mất rừng và suy thoái rừng. Tuy nhiên, việc định giá rừng (đặc biệt là lượng hóa giá trị của rừng đối với việc hấp thụ các bon và giảm phát thải khí nhà kính) và tính toán chi phí cơ hội của các hoạt động sử dụng tài nguyên khác nhau  ở Hà Tĩnh cũng như việc tìm kiếm thị trường còn gặp nhiều khó khăn.Là  mỗi người dân  Việt Nam chúng ta cần tích cực trong việc bảo vệ rừng, đó cũng  chính  là bảo vệ  cuộc  sống  của  chúng  ta.Vị cha  già kính yêu của dân tộc ta đã từng  nói:  “Rừng  vàng,  biển bạc,  đất  phì  nhiêu”.Vì thế chúng ta cần có trách nhiệm trong việc giữ gìn và phát triển nguồn tài nguyên quý giá đó.

    1. Kiến nghị

    Để đảm bảo xây dựng và phát triển một nền kinh tế đa dạng và bền vững thì vấn đề đảm bảo được nguồn tài nguyên và cải thiện chất lượng môi trường cũng như khắc phục được tình trạng suy thoái rừng nhanh chóng là yếu tố hàng đầu quyết định đến khả năng phát triển bền vững hệ sinh thái, cho nên thông qua đề tài này tôi mong rằng các cơ quan ban ngành nhanh chóng có những giải pháp cụ thể để tiến hành bảo vệ và cải tạo chất lượng môi trường cũng như tình trạng suy giảm về số lượng, chất lượng các loại rừng trên địa bàn, đồng thời cần nghiêm túc thực hiện và quán triệt việc chỉ đạo thực hiện một cách thường xuyên và có hiệu quả các giải pháp đã đề ra nhằm đáp ứng nhu cầu ngày càng tăng của con người cũng như quá trình phát triển của xã hội.

    1. Tài liệu tham khảo
    • Lê Văn Khoa – Khoa học môi trường. NXB Giáo Dục. 2001
    • Nguyễn Đình Hòe – Môi trường và phát triển bền vững. NXB Giáo Dục. 2007
    • Hoàng Đức Nhuận – Bảo vệ môi trường. NXB Giáo Dục .2000
    • vn
    • gov.vn – Cổng Thông Tin Thành Phố Hà Tĩnh
    • vn
    • com.vn
    • gov.vn – Trang thông tin Điện tử Sở Tài Nguyên và Môi trường tỉnh Hà Tĩnh
    • wikipedia.or

    Tải xuống tài liệu học tập PDF miễn phí

    [sociallocker id=”19555″] Tải Xuống Tại Đây [/sociallocker]
  • Bài tập lớn Kĩ thuật chế tạo 1 Phương pháp luyện kim bột

    Bài tập lớn Kĩ thuật chế tạo 1 Phương pháp luyện kim bột

    Bài tập lớn Kĩ thuật chế tạo 1 Phương pháp luyện kim bột

    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 HảiĐề 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 Luật Hình sự


    [toc]

    Tải ngay đề cương bản PDF tại đây: Bài tập lớn Kĩ thuật chế tạo 1 Phương pháp luyện kim bột

    1. Giới thệu chung

    1.1. Lịch sử phát triển:

    Khoảng 60 năm trở lại đây, trên thế giới xuất hiện một ngành kỹ thuật mới, tuy còn non trẻ nhưng phát triển với tốc độ nhanh, ngày càng chiếm lĩnh được thị trường, đó là ngành luyện kim bột. Tuy mới ra đời nhưng sản phẩm của luyện kim bột đã được áp dụng rộng rãi trong mọi ngành kinh tế quốc dân.

    1.2. Nguyên lý làm việc

    Quy trình sản xuất luyện kim bột trải qua các công đoạn:

    • Sản xuất bột kim loại, hợp kim hoặc bột gốm.
    • Trộn bột kim loại,bột hợp kim với chất dính và chất phụ gia.
    • Tạo hình sản phẩm: tạo ra sản phẩm có hình dáng theo yêu cầu nhưng chưa có liên kết bền giữa các hạt bột vật liệu.
    • Thiêu kế (gia công nhiệt): tạo liên kế bền giữa các hạt vật liệu và độ bền cần thiết cho chi tiết.
    • Gia công tinh: tinh chỉnh kích thước, ép lại, nhiệt luyện…

    Trong thực tế không nhất thiết phải đúng trình tự như trên, đôi khi có thể tiến hành hai nguyên công đồng thời, thí dụ tạo hình và thiêu kế đồng thời.

    1.3. Ưu nhược điểm của luyện kim bột:

    Ưu điểm công nghệ luyện kim bột:

    – Nguyên liệu được sử dụng gần như triệt để ( hư hao nguyên liệu ít ).

    – Sản phẩm ra có tính đồng nhất cao và ít phải gia công.

    – Có khả năng tạo ra các vật liệu mà các phương pháp nấu đúc truyền thống không thể tạo ra được. Ví dụ như các hợp kim đồng – graphit, đồng – graphit – teflon, hợp kim cứng, …

    – Có thể điều chỉnh thành phần bột theo ý muốn với độ đồng đều rất cao.

    Hình 1. Sản phẩm luyện kim bột có tính đồng nhất cao

    Tuy nhiên, công nghệ vật liệu bột cũng có một số nhược điểm sau:

    – Khả năng sản xuất khối lớn hàng loạt không bằng phương pháp nấu đúc truyền thống, chỉ áp dụng cho các chi tiết nhỏ và vừa.

    – Công nghệ vật liệu bột chỉ có ưu thế khi chế tạo vật liệu chứa lỗ xốp và vật liệu kết hợp.

    – Vật liệu kim loại bột có độ bền thấp hơn vật liệu truyền thống do trong tổ chức có nhiều lỗ xốp và màng oxit trên biên giới hạt. Độ xốp và màng oxit trên biên giới hạt là nguyên nhân làm cho vật liệu bột có độ bền thấp hơn và tính dòn cao hơn so với vật liệu cùng loại chế tạo bằng phương pháp nấu đúc.

    1.4. Người ta dùng phương pháp kim loại bột để chế tạo :

    1- Hợp kim cứng : để sản xuất vật liệu cắt gọt có tính chịu nóng cao tới 1000oC, tốc độ cắt đến hàng trăm m/ph. Loại này sử dụng bột WC, TiC, TaC và một lượng nhỏ côban làm chất kết dính. Có thể dùng một, hai hoặc ba cácbit và tương ứng sẽ có hợp kim cứng một, hai hoặc ba cacbit. Ví dụ, loại một cacbit WCCo15; loại hai cacbit WCTiC14Co8, loại ba cacbit WCTiC4TaC3Co12.

    2- Vật liệu làm đĩa cắt : dùng các vật liệu siêu cứng như kim cương nhân tạo hoặc nitrir bo BN. Chất kết dính là bột B, Be hoặc Si. Ép nóng dưới áp lực và nhiệt độ cao hoặc rất cao tùy thuộc yêu cầu công nghệ.

    Hình 2. Đĩa cắt từ luyện kim bột

    3- Vật liệu mài : dùng bột SiC, chất kết dính là nhựa hữu cơ hay gốm thủy tinh.

    4- Vật liệu kết cấu trên cơ sở nhôm và hợp kim nhôm ( SAP; SAAP ) hoặc trên cơ sở sắt và thép, hoặc trên cơ sở đồng và hợp kim đồng.

    5 – Chế tạo thép gió theo phương pháp kim loại bột có thể tạo ra mác thép gió hợp kim hóa cao và dụng cụ có hình dạng phức tạp. Độ bền cao hơn so với phương pháp cổ điển 1,5 – 3 lần.

     

     

     

     

     

     

    Hình 3. Thép gió sản xuất từ luyện kim bột

    6- Bạc xốp tự bôi trơn: dùng bột đồng hoặc sắt và một lượng nhỏ grafit. Người ta chế tạo bạc có độ xốp 10-25% và cho thấm dầu nhớt trong chân không ở nhiệt động khoảng 70oC.

    7- Chế tạo vật liệu ghép từ những vật liệu có tính chất khác biệt, một số loại vật liệu mới.

    2. Các phương pháp chế tạo bột kim loại:

    2.1.  Tạo bột bằng phương pháp hóa học

    2.1.1.  Tạo bột bằng phương pháp hoàn nguyên

    Trong luyện kim bột, phương pháp hoàn nguyên được sử dụng rộng rãi để sản xuất hầu hết các loại bột kim loại. Phương pháp này vừa tạo bột, vừa ủ bột. Có 2 loại hoàn nguyên cơ bản đó là hoàn nguyên oxit và hoàn nguyên nhiêt kim.

    + Hoàn nguyên oxit: Đây là một trong những phương pháp phổ biến nhất, đơn giản nhất, rẻ nhất để sản xuất bột kim loại trong công nghiệp.

    Tất cả các quá trình hoàn nguyên là quá trình trao đổi chất hoàn nguyên và chất được hoàn nguyên. Chất hoàn nguyên là chất ở nhiệt độ phản ứng có ái lực hóa học với oxy lớn hơn ái lực hóa học với oxy của chất được hoàn nguyên.

    Trong công nghiệp sản xuất bột, chất hoàn nguyên được sử dụng phổ biến là chất hoàn nguyên thể khí H2, CO hay hỗn hợp khí H2 + CO, khí thiên nhiên, v.v…

    + Hoàn nguyên nhiệt kim: Phương pháp này được ứng dụng để sản xuất ra kim loại hay hợp kim từ chất hóa học của chúng dựa trên cơ sở ái lực hóa học của chất hoàn nguyên với oxy, clo, flo, v.v… lớn hơn ái lực hóa học của kim loại được hoàn nguyên.

    Điều kiện đặt ra là sản phẩm hoàn nguyên và chất hoàn nguyên không được tạo thành hợp kim. Nhiệt độ bay hơi phải cao để tránh mất mát do bay hơi. Phương pháp này không được ứng dụng rộng rãi, thường được dùng để sản xuất các kim loại khó hoàn nguyên như Cr, Ti, Zn,U.

    • Ngoài ra trong nhiều trường hợp chất hoàn nguyên không dùng kim loại mà dùng hợp chất hyđrua của chúng.

    Đối với quá trình hoàn nguyên nhiệt kim, chất hoàn nguyên phải thỏa mãn các yêu cầu kỹ thuật sau:

    • Chất hoàn nguyên phải được hoàn nguyên hoàn toàn khi nhiệt cung cấp từ bên ngoài thấp.
    • Lượng dư của chất hoàn nguyên cũng như xỉ tạo ra dễ dàng tách khỏi kim loại.
    • Chất hoàn nguyên phải có độ sạch cao.
    • Chất hoàn nguyên phải rẻ tiền, dễ kiếm.

    2.1.2. Tạo bột bằng phương pháp điện phân

    Sản xuất bột bằng phương pháp điện phân dung dịch ngày nay có thể cạnh tranh với các phương pháp tạo bột khác đặc biệt là để chế tạo bột Fe và Cu. Chế tạo bột bằng phương pháp này có rất nhiều ưu điểm như độ sạch cao, tính ép tốt, khả năng thiêu kết tốt, sản phẩm nhận được có lý tính ổn định. Phương pháp này mang lại hiệu quả kinh tế cao, ở mọi quy mô sản xuất lớn cũng như bé. Có thể sử dụng nguyên liệu ban đầu có chứa nhiều tạp chất, sản phẩm nhận được có lý tính hầu như không đổi, đặc biệt là bột sắt. Hiện nay phương pháp này có thể tạo được bột các loại như Cu, Ag, Fe, Zn, Ni, Cd, v.v… và một số kim loại hiếm khác cũng như hợp kim của chúng.

    Các yếu tố cơ bản như mật độ dòng điện, nhiệt độ, nồng độ axit, nồng độ dung dịch điện phân có ảnh hưởng lớn tới kích thước, thành phần cấp hạt và cấu trúc của bột điện phân. Có thể sản xuất bột kim loại không những điện phân ở dung dịch nước mà có thể ở dung dịch muối nóng chảy.

    2.1.3. Tạo bột bằng phương pháp xi măng hóa

    Dựa trên cơ sở các phản ứng đẩy các kim loại quý hơn ra khỏi dung dịch bằng các kim loại rẻ tiền khác. Kim loại giải phóng bằng phương pháp xi măng hóa thường có hình nhánh cây dạng xốp. Phương pháp này ít được ứng dụng trong thực tế vì cho năng suất thấp, giá thành bột lại cao. Phương pháp này thường được dùng để sản xuất bột hợp kim ở dạng mạng kim loại bao quanh kim loại cơ bản.

    2.1.4. Tạo bột bằng phương pháp Cacbonyl

    Khi điều chế bột bằng phương pháp phân hủy nhiệt của các hợp chất Cacbon kim loại dễ bay hơi. Phương trình tổng quát:

    MeaBb + CO → bB + MEa(CO)caMe + cCO

    Phản ứng đầu gọi là phản ứng tổng hợp Cacbonyl. Cacbonyl nhận được có nhiệt độ nóng chảy thấp và bay hơi. Phản ứng thứ 2 là phản ứng phân hủy Cacbonyl được tiến hành ở nhiệt độ thấp.

    Bột nhận được bằng phương pháp này chứa nhiều tạp chất khí CO, N2 & Oxy. Hàm lượng của các chất khí này có thể lên tới 1÷3%. Để loại bỏ tạp chất đó người ta đem ủ ở 300÷4000C trong môi trường khí Hydro, đôi khi phải tiến hành trong chân không. Bột nhận được bằng phương pháp này có giá thành rất cao, nhưng bột nhận được lại có độ sạch cao. Bột này được sử dụng làm vật liệu điện cao cấp.

    2.1.5. Tạo bột bằng phương pháp ngưng tụ

    Phương pháp này có thể sản xuất ra bột các kim loại có áp suất hơi lớn ở nhiệt độ nóng chảy thấp ( Zn, Mg, Cd). Quá trình này được tiến hành theo 2 giai đoạn: Giai đoạn đầu cho bay hơi kim loại ở nhiệt độ cao trong bình kín. Giai đoạn 2 cho hơi kim loại đó ngưng tụ trên bình lạnh. Phương pháp này có thể nhận được bột kim loại có kích thước từ 10÷20 μm đến 0,1 μm. Bột nhận tạo ra có độ sạch rất cao.

    Nhược điểm của phương pháp này là bột bị phủ màng oxit mỏng, có thể hạn chế được khi tiến hành trong chân không; ứng dụng phạm vi hẹp, năng suất không cao.

    2.2.          Phương pháp cơ học

    2.2.1.   Tạo bột bằng phương pháp nghiền cơ học

    Phương pháp nghiền cơ học được ứng dụng rộng rãi trong công nghiệp luyện kim bột. Bằng phương pháp này người ta có thể sản xuất hầu hết bột kim loại. Ưu điểm của phương pháp tạo bột nghiền cơ học là đơn giản, giá thành sản phẩm thấp, có thể chuyển một số kim loại cứng và giòn sang dạng bột. Tuy nhiên phương pháp này có những nhược điểm cơ bản là khó nghiền các kim loại hay hợp kim quá cứng hoặc quá mềm, năng suất thấp dẫn đến giá thành sản phẩm cao, bột nhận được này có hình dáng phức tạp khó đáp ứng yêu cầu kỹ thuật.

    Có nhiều loại thiết bị nghiền bao gồm: máy nghiền rung, máy nhiền lắc, máy nghiền búa đập, máy nghiền hành tinh v.v… nhưng phổ biến nhất vẫn là loại máy nghiền bi tang trống.

    Máy nghiền bi: cấu tạo là tang hình trụ làm bằng hợp kim trong đó có bi nghiền. Khi quay bi cùng tang được nâng lên một góc không lớn hơn góc rơi tự do (90o). Sau đó bi rơi xuống, va đập giữa bi và tang tạp thành quá trình nghiền. Quá trình nghiền trong tang phụ thuộc vào kích thước hình học của tang nghiền. Nếu tỷ lệ D/L3 thì quá trình nghiền các vật liệu giòn là do va đập, nếu D/L < 3 thì quá trình nghiền các vật liệu mềm là do xiết trượt.

    Ngoài kết cấu của tang máy nghiền còn chịu ảnh hưởng của tốc độ quay. Khi tang tốc độ quay của máy làm tang lực lý tâm và làm tang góc rơi của bi nghiền là bi rơi ở độ cao lớn hơn làm tăng lực đập giữa bi và bi, giữa bi và tang tạo thành cơ chế đập. Nếu tốc độ quay của bi và tang bằng nhau thì quá trình nghiền không bao giờ xảy ra.

    Để nâng cao hiệu quả nghiền thông thường người ta sử dụng tốc độ quay 0,75  0,8 tốc độ quay lý thuyết. Khi đó với N = 0.75 Nlt thì trọng lượng bi tối ưu sẽ là B = 1,7  1,9 kg/l thể tích của máy nghiền. Hệ số điền đầy () không quá 0,4  0,5 vì nếu () lớn hơn thì các hạt bi đẩy lẫn nhau làm quá trình nghiền kém hiệu quả. Đối với vật liệu cứng và giòn rất thuận tiện sử dụng máy nghiền bi trong quá trình tạo bột.

    Hình dạng của bột nhận được rất đa dạng. Bột có trọng lượng đong lớn, độ xốp tự do khoảng 60%. Chính vì vậy quá trình nghiền trong máy nghiền bi là quá trình phụ thêm để tăng trọng lượng đong của bột.

    2.2.2.   Tạo bột bằng phương pháp phun kim loại nóng chảy:

    Bản chất của phương pháp phun kim loại nóng chảy lỏng là tạo bột của các dòng kim loại lỏng bằng khí hay là cho chảy dòng kim loại vào môi trường lỏng thì gọi là tạo hạt. Tạo bột và tạo hạt chỉ khác nhau là tạo bột ở áp suất nhất định còn tạo hạt ở áp suất bình thường. Phương pháp này được ứng dụng rộng rãi để sản xuất các kim loại và hợp kim của chúng. Nhiệt độ nóng chảy của các kim loại dưới 1600oC, bột nhận được cho kích thước hạt thô và trung bình từ 10  500 m.

    Dựa vào thực nghiệm người ta xác định được 3 giai đoạn xảy ra trong quá trình phun kim loại lỏng.

    • Giai đoạn 1: Sơ bộ xé nhỏ phần kim loại lỏng tạo ra dưới dạng hình côn.
    • Giai đoạn 2: Xé nhỏ những sợi kim loại nhỏ đã được tạo ra.
    • Giai đoạn 3: Tạo thành bột và đông đặc.

    Trong quá trình đông đặc, xảy ra hiện tượng các hạt dính lại với nhau, hình dáng và cấp hạt bị ảnh hưởng lớn dẫn đến giảm hiệu quả phun.

    Các yếu tố ảnh hưởng của quá trình phun:

    +) Kích thước hạt: Độ nhớt thấp, sức căng bề mặt nhỏ, t lớn, d nhỏ, P cao, tác nhân phun có lưu lượng lớn, góc đỉnh tối ưu.

    + )Hình dáng dạng bột: Một trong những ưu điểm của quá trình phun bột kim loại là có thể khống chế được hình dạng hạt bột. Bột dạng cầu có tính cháy và tỷ trọng lớn rất dễ nhận được trong các trường hợp:

    • Sức căng bề mặt lớn, độ quá nhiệt nhỏ.
    • Phun bằng khí, tốc độ làm nguội chậm
    • Tốc độ của tác nhân phun nhỏ, góc ở đỉnh lớn.
    • Khoảnh cách của bột dài.

    +) Ảnh hưởng áp suất phun đến độ hạt: Do kích thước hạt kim loại nhỏ cùng với sức căng bề mặt nhỏ nên áp suất phun ảnh hưởng trực tiếp đến phân bố cấp hạt.

    +) Ảnh hưởng của góc hội tụ () đến đường kính hạt (dm): Góc hội tự ảnh hưởng đến hình dạng, kích thước hạt, Khi góc hội tụ càng lớn, hạt bột có xu hướng cầu hóa và độ hạt lớn hơn.

    Thông thường bột kim loại nhận được bằng phương pháp phun bị lẫn nhiều oxy ở dạng oxit kim loại. Chính vì vậy bột nhận được cần phải tiếp tực ủ hoàn nguyên trong môi trường khí hydro nhằm hoàn nguyên các màng oxit và nâng cao tính công nghệ của bột.

    3.        Quá trình tạo hình:

    3.1. Chuẩn bị bột để ép

    Quá trình chuẩn bị để ép đóng một vai trò quan trọng trong lưu trình công nghệ luyện kim bột. Trong thực tế sản suất, bột kim loại được sản suất ở các phân xưởng hay nhà máy riêng biệt nên không thể đáp ứng tất cả những yêu cầu kỹ thuật của sản phẩm. Vì vậy trong mọi trường hợp cần phải có khâu chuẩn bị bột sao cho đảm bảo yêu cầu về thành phần hóa học và yêu cầu vật lý để đáp ứng những yêu cầu của sản phẩm cuối cùng.

    Những khâu cơ bản của quá trình chuẩn bị bột bao gồm: ủ, rây, trộn.

    3.1.1. Ủ bột

    Ủ bột nhằm nâng cao tính dẻo của bột, tính chịu nén, chịu ép bằng cách hoàn nguyên khử màng oxit và biến mềm hạt bột. Do bột để lâu và bảo quản không đúng cách dẫn tới bị oxit hóa do môi trường xung quanh. Các loại bột thu được bằng phương pháp nghiền, điện phân cần phải tiến hành ủ. Còn các loại bột thu được bằng phương pháp hoàn nguyên không cần ủ, chỉ tiến hành khi đòi hỏi bột có độ sạch cao hay đôi khi cần thiết phải làm lớn các hạt mịn để tránh bột bị cháy khi ép. Đối với bột nhận được bằng phương pháp hoàn nguyên nhiệt kim nhất thiết phải ủ hoàn nguyên lại để khử các màng oxit tạo thành trong quá trình rửa và sấy.

    3.1.2. Rây bột

    Trong thực tế sản suất, để bột nhận được có kích thước ổn định, cơ lý tính xác định thù cần phải phân cấp hạt hay là rây bột để phân cấp. Phân chia kích thước hạt thành từng phần riêng biệt sau đó trộn phối liệu theo tỷ lệ nhất định. Đối với một số kích thước hạt không thích hợp cần phải gia công thêm.

    Thiết bị phân chia cấp hạt cũng không giống như thiết bị phân chia của công nghiệp hóa chất hay tuyển khoáng.

    3.1.3. Trộn bột

    Trong công ngiệp luyện kim bột, các chi tiết cần sản xuất ít ở dạng một loại riêng biệt mà là tổ hợp của cả hai hay nhiều cấu tử của hỗn hợp bột. Sự đồng nhất của hỗn hợp bột có ảnh hưởng rất lớn đến cơ tính của sản phẩm. Trong thực tế tồn tại hai phương pháp trộn chủ yếu đó là: trộn cơ học và trộn hóa học.

    • Phương pháp trộn hóa học: Là quá trình kết tủa từ dung dịch kim loại phụ gia lên trên bề mặt của hạt cơ sở. Thông thường người ta sử dụng dung dịch kèm theo sự khuấy trộn với bột kim loại cơ sở. Trong thực tế phương pháp này chưa được ứng dụng rộng rãi trong công nghệ luyện kim bột vì không đặc trưng.
    • Phương pháp trộn cơ học: Sự đồng đều của hỗn hợp bột (2 hay nhiều cấu tử) đóng vai trò quan trọng, nó ảnh hưởng đến tính chất, cơ lý tính của sản phẩm, và quá tình thiêu kết của sản phẩm. Sự đồng đều của hỗn hợp bột phụ thuộc vào nhiều yếu tố: phương pháp trộn, thiết bị trộn, thời gian trộn,…

    Ngoài ra môi trường trộn cũng có ảnh hưởng khá lớn tới chất lượng của hỗn hợp bột nhận được. Thông thường nguyên công trộn được tiến hành trong môi trường không khí, khí trơ, dung dịch (cồn, xăng, dầu, nước..). Trong môi trường lỏng bột nhận được không bị oxy hóa sự linh động của các hạt lớn và đồng đều nhanh hơn

    Mặc dù trộn ướt có nhiều ưu điểm hơn trộn khô nhưng cũng có những nhược điểm là phải sấy bột trong chân không để tránh oxy hóa bột hay phải sấy ở nhiệt độ thấp. Tùy trường hợp cụ thể mà ta chọn phương pháp trộn bột khác nhau nhằm đảm bảo tính chất của sản phẩm và hiệu quả kinh tế.

    3.2.          Quá trình ép bột kim loại:

    3.2.1.   Quy luật chung của quá trình ép

    Mục đích của quá trình ép tạo hình là tạo ra các chi tiết có hình thù và kích thước nhất định, đồng thời tạo cho vật ép có độ bền cần thiết để giữ được hình dạng trong khi xử lý những giai đoạn tiếp theo. Mặt khác, vật ép phải đạt được mật độ cần thiết để sau khi thiêu kết chúng có được những cơ, lý tính mong muốn. Độ xít chặt của vật ép đóng vai trò chủ yếu đối với các tính chất quan trọng của chúng đặc biệt khi tiến hành thiêu kết ở pha rắn. Bột kim loại trải qua quá trình ép tạo hình được gọi là vật ép tươi, có độ bền rất thấp. Những chi tiết được tạo ra sau quá trình ép rất giòn, dễ dàng bị phá hủy. Để có vật ép tươi độ bền cao, lượng bột được cho vào khuôn phải phù hợp với khoang chứa của khuôn, lực ép phải đủ phù hợp với chi tiết cần tạo ra.

    Có nhiều phương pháp ép tạo hình nhưng phổ biến nhất là phương pháp ép nguội một chiều trong khuôn kim loại (hình 1). Quá trình ép nguội một chiều trong khuôn kim loại gồm ba nguyên công cơ bản là cho bột vào khuôn, ép mẫu và tháo mẫu ra khỏi khuôn. Theo phương pháp này bột được cho vào khuôn và được ép thẳng đứng bằng 2 chày trên và dưới cùng chuyển động theo phương thẳng đứng với bột.Lực ép tác dụng vào chày trên và thực hiện công tác nén bột trong lòng khuôn ép, trong khi chày dưới được giữ cố định trong quá trình ép.

    Bản chất của quá trình ép là biến dạng thể tích bột xốp bằng cách nén dẫn tới là giảm thể tích của bột và định hình vật ép có hình dạng và kích thước mong muốn. Thể tích của bột khi ép luôn luôn thay đổi do sự biến dạng của các hạt riêng biệt. Khi tăng lực ép bột không sắp xếp lại được nữa, bột sinh ra phản lực chống lại. Nếu tiếp tục tăng lực ép tiếp, hạt sẽ lại biến dạng.

    Trên hình 3 ta thấy, ở giai đoạn đầu mật độ vật ép tăng nhanh (phần a) vì ở giai đoạn này bột dịch chuyển tương đối tự do và điền đầy các lỗ trống gần đấy. Đến cuối giai đoạn đầu, các hạt bột hầu như đã lèn chặt ở mức tối đa (đoạn nằm nganh b). Vì có lực cản của các hạt bột đối với lực ép rất lớn do đó mặc dù lực ép tăng nhanh nhưng thể tích của khối bột kim loại không bị giảm trong một thời gian nhất định. Chỉ khi nào lực ép vượt quá lực cản của vật ép thì lúc đó các hạt bột mới bắt đầu biến dạng và bắt đầu giai đoạn 3 (đoạn c) của quá trình ép.

    Trong thực tế, quá trình ép hầu như xảy ra đồng thời cả 3 giai đoạn. Một số hạt bắt đầu biến dạng ngay khi lực ép thấp thậm chí cả trong lúc đổ bột vào khuôn, trong khi đó một số hạt chỉ dịch chuyển khi lực nén lớn.

    Dưới lực ép bột, bột có đặc điểm giống như chất lỏng là có chiều hướng chảy về mọi phía. Do đó xuất hiện áp suất ép lên thành khuôn. Nhưng bột khác chất lỏng ở chổ là chất lỏng thì áp suất phân bố đều ở mọi hướng còn đối với bột áp suất phân bố không đều. Lực truyền lên thành khuôn bé hơn so với chiều ép và do đó mật độ ép sẽ không đồng đều (hình 4).

    Do ma sát giữa thành khuôn và bột nên lực ép sẽ giảm theo chiều cao của mẫu.

    Ngoài ra trong quá trình ép, các hạt bột bị đàn hồi và biến dạng dẻo, do đó trong vật ép sẽ tích lũy các ứng suất tương đối lớn. Vì vậy sau khi vật ép được lấy ra khỏi khuôn, các ứng suất đàn hồi tích lũy trong mẫu ép làm cho mẫu tiếp tục giãn nở ra các phía.

    Ép với lực ép thấp khi ngắt lực ép, thì không hề có sự giãn nỡ đàn hồi của mẫu ép. Nếu lực ép tăng cao tơi một mức độ nhất định thì bột mẫu ép sẽ rắn chắc hơn . Lực ép này nhờ bột cũng truyền ra thành khuôn theo hướng ngang và phản lực lại từ thành khuôn cũng bắt đầu ép lên mẫu theo hướng xuyên tâm. Sau khi mẫu đã chắc tới một mức độ nhất định, lực ép lại tăng tiếp tục thì sẽ có sự biến dạng đàn hồi, loại biến dạng có hồi phục sau khi ngắt lực ép. Lúc đó khuôn ép cũng giãn nở đàn hồi ở mức độ phù hợp vào độ cứng của khuôn. Ở cùng một lực ép, vật liệu bột mịn sẽ có tỷ trọng tươi cao hơn vật liệu thông thường là do các hạt bột mịn có khe trống giữa các hạt nhỏ, bột dễ dàng sắp xếp lại để điền vào khoảng trống đó.

    3.2.2.   Khuôn ép

    Khuôn ép gồm nhiều chi tiết nhưng có ba chi tiết cơ bản là: áo khuôn, chày trên và chày dưới. Khuôn ép được sử dụng trong công nghiệp rất đa dạng và được chia thành các nhóm khác nhau: khuôn ép tay, khuôn ép tự động, khuôn ép một chiều, khuôn ép hai chiều , khuôn ép định lượng, khuôn ép trọng lượng, khuôn ép theo lớp. Khuôn ép tuy đa dạng nhưng vẫn phải tuân theo các yêu cầu kỹ thuật như: đảm bải mật độ đồng đều trong toàn bộ vật ép, định hình đúng chi tiết các kích thước, hình dáng xác định, lấy mẫu ép ra khỏi khuôn đơn giản, làm việc phải an toàn và thời gian sử dụng lâu dài.

    Khuôn ép nguội được chế tạo từ những loại vật liệu có độ cứng cao như thép hợp kim (độ cứng trên 60 HRC) hoặc hợp kim cứng. Khuôn ép có vai trò quan trọng đối với chất lượng của viên mộc. Do đó khi thiết kế khuôn ép nguội phải đặc biệt chú ý đến mối quan hệ giữa tính chất của đối tượng ép (tính chất của bột) với vật liệu làm khuôn với lực ép thường sử dụng.

     

    3.2.3.   Máy ép

    Hiện nay máy ép được sử dụng rất đa dạng bao gồm: máy ép thủy lực, máy ép cơ học, máy ép theo chiều dọc hay chiều ngang (máy ép thủy tĩnh), máy ép tự động và máy ép không tự động. Máy ép được dùng trong phương pháp Luyện kim bột phải thỏa mãn những điều kiện: hành trình, vận tốc đẩy mẫu ra khỏi khuôn, có thể được khối lượng bột vào khuôn, chày ép chuyển động mềm, đảm bảo độ bền không bị ảnh hưởng của vật ép, hệ thống bôi trơn đơn giản v.v..

    Sự lựa chọn máy ép phụ thuộc vào số lượng, chất lượng, chất lượng, hình dáng kích thước sản phẩm ép. Thông thường máy ép trong thực tế hay ứng dụng là máy ép thủy lực (hình 6).

    3.2.4.   Các phương pháp ép tạo hình khác :

    • Tạo hình dùng lực ép:

    Ép thủy tĩnh: Bột kim loại được cho vào khuôn dẻo bằng cao su hoặc bằng vật liệu dẻo có hình dáng thích hợp. Khuôn và bột được đóng kín, được ép bằng áp suất thủy tĩnh trong chất lỏng hoặc chất khí. Người ta nén chất lỏng dưới áp suất có thể đạt đến 500 MPa nhưng thường từ 200300 MPa.

    Ưu điểm của phương pháp này là tạo ra các sản phẩm có mật độ rất đồng đều. Phương pháp ép thủy tĩnh được áp dụng để tạo hình các chi tiết có hình dáng khác nhau. Người ta tiến hành ép thủy tĩnh trong khuôn ẩm và trong khuôn khô. Phương pháp ép thủy tĩnh trong khuôn ẩm chỉ áp dụng để ép ra các chi tiết lớn có hình dáng tương đối đơn giản do thời gian ép kéo dài, ví dụ như ép các trục, ống, nồi lò lớn.

    Phương pháp ép thủy tĩnh trong khuôn khô có bộ phận đong bột tự động, đong sơ bộ hoặc đổ trực tiếp bột vào khuôn được phát triển rất mạnh để sản xuất hàng loạt các chi tiết. Hiện nay các máy ép được trang bị từ 68 khuôn làm việc liên tục để sản xuất các chi tiết bằng ceramic. Tốc độ có thể đạt được 500 chi tiết trong 1 giờ đối với một khuôn.

    Phương pháp ép thủy tĩnh còn có ưu điểm là không cần chất kết dính bột và có khả năng ép được các chi tiết có hình dạng tương tự như khi ép 1 chiều trong khuôn khô. Nhược điểm của phương pháp ép thủy tĩnh là không đạt được kích thước chính xác như mong muốn.

    Cán bột kim loại: Phương pháp cán bột kim loại được áp dụng để sản xuất trực tiếp các băng, dải kim loại. Bột kim loại liên tục được ép trong 2 trục của máy cán theo hướng nằm ngang, thẳng đứng hoặc nghiêng. Dải kim loại dày 26 mm sau khi cán được đưa qua lò thiêu kết, sau đó cán lại lần nữa và ủ. Bằng phương pháp này người ta có thể sản xuất được các băng kim loại dạng bán sản phẩm có cấu trúc đồng nhất và có đặc tính, có thể so sánh ngang hoặc cao hơn các băng kim loại được cán từ các thỏi kim loại (Hình 7).

    Phương pháp cán bột kim loại cho phép chế tạo các băng kim loại bằng đồng, đồng thau, đồng thanh niken và rẻ hơn so với sản xuất bằng phương pháp cổ điển.

     

    • Tạo hình không cần ép

    Đặc điểm của phương pháp này

    • Không cần thiết bị đắt tiền hay phức tạp.
    • Có thể chế tạo những chi tiết lớn.
    • Hàm lượng chênh lệch không đáng kể.

    Đúc trong khuôn:

    Bột kim loại và hợp kim có độ mịn cao được trộn cùng với chất phụ gia trong nước tạo nên thể huyền phù. Sau đó đổ dung dịch vào khuôn thạch cao, thạch cao sẽ hút nước làm khô hỗn hợp. Tháo khuôn và sấy khô rồi lấy chi tiết ra đem thiêu kết. Phương pháp này sử dụng để chế tạo các chi tiết có thành mỏng và các loại hợp kim cứng trên cơ sở cácbit, nitrit, borit…

    Nguyên lý đúc trong khuôn: a) Đúc rắn b) Rút nước

     

    Điện di:

    Với điện thế 50-1200 V tác dụng vào tấm Al203 hoặc SiC dày 5-10 mm, với lượng hạt đồng nhất có khoảng phân bố khít nhau. Với điện thế cao thời gian tác dụng trong vài phút. Bột sẽ được nén chặt, nhưng chỉ có hình dạng đơn giản, còn phải phụ thuộc vào hình dạng của điện cực (ví dụ: dĩa, ống,..) mới thực hiện được. Khả năng thiêu kết đối với chi tiết được điện di rất tốt.

    • Phương pháp phun phủ:

    Để tạo một lớp vật liệu thiêu kết mỏng trên nền một vật liệu thích hợp có thể sử dụng một số phương pháp phun phủ sau:

    • Bột kim loại được trộn với một dung dịch keo thích hợp và dùng pistole phun lên trên vật liệu nền thích hợp. Sau khi sấy có thể tháo lõi bằng cơ học và sau đó đem thiêu kết.
    • Bột kim loại và hợp kim được phun phủ trên lõi hoặc vật liệu nền thích hợp bằng ngọn lửa oxy – axetylen hoặc trong plasma Ar-H2 theo sơ đồ như hình.

    Phương pháp phun phủ bằng plasma

    Sau khi phun phủ hình thành lớp phủ kim loại bột gồm vật liệu nền, lớp khuếch tán trung gian và lớp vật liệu phủ. Tuỳ theo công nghệ, lớp vật liệu phủ gồm các phần tử kim loại, các lỗ xốp và các phần tử ôxyt. Sau khi phun phủ vật liệu có thể được thiêu kết lại để tăng độ bám dính. Phương pháp này rất thuận lợi để chế tạo các lớp phủ mỏng với mục đích nào đó chẳng hạn phủ vônfram lên mặt trong của ống xả tên lửa nhằm nâng cao tính chịu nóng của nó. Phương pháp này cũng thuận tiện để chế tạo các bimetal và các lớp phủ chống mài mòn khác nhau.

    4. THIÊU KẾT:

    Thiêu kết là nguyên công kế tiếp việc tạo hình bột kim loại. Thiêu kết bao gồm việc nung nóng bột kim loại ép ở gần nhiệt độ nóng chảy của cấu tử chính, giữ nhiệt một thời gian để tạo ra mối liên kết bền vững giữa các hạt nhằm tạo ra cơ, lý, hoá tính cần thiết cho vật liệu.

    4.1.  Các quá trình xảy ra khi thiêu kết:

    Quá trình thiêu kết được tiến hành ở gần nhiệt độ nóng chảy của cấu tử chính trong một thời gian. Khi thiêu kết sẽ xảy ra hai quá trình bao gồm kết tinh lại và khuếch tán các nguyên tử.

    Kết tinh lại xảy ra giống như quá trình kim loại bị biến dạng dẻo. Kết quả là tạo ra các hạt tinh thể mới. Khi kéo dài thời gian thiêu kết hoặc thiêu kết ở nhiệt độ quá cao, các hạt cũng có quá trình phát triển kích thước hạt làm cho hạt lớn có thể ảnh hưởng xấu đến cơ tính.

    Bản thân sự kết tinh lại với sự sinh mầm và phát triển mầm các hạt tinh thể mới đã là một quá trình khuếch tán. Ở đây nói thêm tới sự khuếch tán của các nguyên tử khác loại để tạo thành dung dịch rắn hoặc các pha liên kim loại. Trong các hỗn hợp bột có nhiều cấu tử, kết quả của sự khuếch tán có thể là các hạt kim loại xen kẽ nhau, không hoà tan vào nhau; có thể các kim loại hoà tan vào nhau tạo thành các dung dịch rắn hoặc có thể các hạt kim loại khó chảy nằm phân tán trên một nền gồm tổ chức các hạt của cấu tử có nhiệt độ chảy thấp hơn.

    4.2.  Các thông số công nghệ khi thiêu kết:

    Các thông số công nghệ thiêu kết bao gồm nhiệt độ, thời gian và môi trường thiêu kết.

    4.2.1. Nhiệt độ thiêu kết:

    Nhiệt độ thiêu kết là một thông số quan trọng trong công nghệ chế tạo vật liệu kim loại bột. Chọn nhiệt độ thiêu kết phải đảm bảo sao cho quá trình kết tinh lại và khuếch tán xảy ra thuận lợi đảm bảo vật liệu có cơ, lý, hoá tính cần thiết. Nhiệt độ thiêu kết quá cao sẽ dẫn đến hạt tinh thể lớn và cơ tính sẽ thấp. Nhiệt độ thiêu kết thấp (nhưng vẫn cao hơn nhiệt độ kết tinh lại) làm quá trình kết tinh xảy ra chậm chạp và thời gian thiêu kết phải dài. Thường chọn nhiệt độ thiêu kết bằng (2/3÷3/4) nhiệt độ nóng chảy của bột kim loại cấu tử chính.

    4.2.2. Thời gian thiêu kết:

    Thời gian thiêu kết ảnh hưởng tới độ hạt tinh thể vật liệu bột. Thời gian thiêu kết quá ngắn, các quá trình khuếch tán và kết tinh lại chưa xảy ra triệt để có thể dẫn tới vật liệu không đủ bền. Thời gian thiêu kết quá dài làm cho hạt tinh thể thô to và cũng giảm độ bền. Thời gian nung khi thiêu kết phụ thuộc vào trọng lượng mẻ nung, chế độ truyền nhiệt và cách sắp xếp chi tiết trong lò. Thời gian giữ nhiệt khi thiêu kết phụ thuộc vào kích thước chi tiết, thông thường chọn từ 1÷3 giờ.

    4.2.3.  Môi trường thiêu kết:

    Các vật liệu kim loại và hợp kim rất dễ bị oxy hoá khi nung do tiếp xúc với môi trường nung. Đặc biệt trong vật liệu bột, do ảnh hưởng của lỗ xốp nên quá trình oxy hoá càng được thúc đẩy mạnh hơn, có thể oxy hoá vào tận lõi chi tiết. Do đó môi trường thiêu kết thường là môi trường khử như trong khí H2, CO2 hoặc NH3 nhiệt phân. Môi trường khí bảo vệ hoặc khí trơ như Ar, N2, He cũng được sử dụng. Đôi khi cũng sử dụng quá trình thiêu kết chân không.

    4.3.  Gia công chi tiết sau khi thiêu kết:

    Sau khi thiêu kết, do sự giảm thể tích của vật liệu (quá trình kết tinh lại làm tăng mật độ của hợp kim cộng với sự giảm thể tích các lỗ xốp bên trong vật liệu) nên chi tiết không đạt được độ chính xác kích thước cũng như các tính chất mong muốn. Do đó sau khi thiêu kết cần phải tiến hành một số nguyên công gia công tiếp theo để tạo ra thành phẩm. Các nguyên công gia công sau thiêu kết như nhiệt luyện và hoá nhiệt luyện đã được trình bày trong chương 4 của giáo trình này. Các nguyên công gia công cơ khí được trình bày trong các giáo trình chuyên ngành. Trong phần này chúng tôi trình bày hai nguyên công là tẩm dầu bôi trơn và ép hiệu chuẩn.

    4.3.1. Tẩm dầu bôi trơn:

    Trong các vật liệu chống mài mòn, tổ chức vật liệu tồn tại các lỗ xốp lại trở thành yếu tố thuận lợi nếu các lỗ xốp đó được bịt bằng dầu bôi trơn hoặc các chất bôi trơn rắn khác. Một số chất bôi trơn rắn như Mo2S, graphit…được đưa ngay vào thành phần vật liệu từ đầu. Các chất bôi trơn lỏng như dầu, mỡ…được tẩm vào các lỗ xốp của vật liệu sau khi thiêu kết. Khi làm việc dưới áp lực tương đối nhỏ, dầu bôi trơn từ các lỗ xốp liên thông nhau sẽ bị đẩy ra hình thành một lớp màng dầu bôi trơn cặp chi tiết ma sát. Màng dầu hoặc chất bôi trơn rắn có hệ số ma sát nhỏ có tác dụng làm tăng tính chống mài mòn cho vật liệu thiêu kết. Khi chi tiết không làm việc, màng dầu lại được hút vào bên trong, như vậy trong suốt quá trình hoạt động của chi tiết, không cần phải cấp thêm chất bôi trơn. Công nghệ tẩm dầu tiến hành bằng cách đun dầu biến thế lên tới nhiệt độ 110÷120oC, cho chi tiết vào cho tới khi hết sủi bọt (khoảng 2 – 3 giờ) sau đó để dầu nguội hẳn và lấy chi tiết ra.

     

    4.3.2. Ép hiệu chuẩn:

     

     

     

     

     

     

     

    Sơ đồ ép hiệu chuẩn.

    Chi tiết sau khi thiêu kết có kích thước không chính xác theo thiết kế. Đối với một số chi tiết đủ dẻo có thể tiến hành ép hiệu chuẩn để đưa chi tiết đến kích thước chính xác. Công nghệ ép hiệu chuẩn tiến hành bằng cách ép chi tiết đã thiêu kết trong một khuôn tương ứng với kích thước chính xác của chi tiết. Lực ép hiệu chuẩn thường cao hơn ép tạo hình từ 30÷50%. Sau khi ép hiệu chuẩn, ngoài việc chi tiết có kích thước chính xác, còn làm cho các lỗ xốp trong vật liệu bị dẹp lại do đó làm giảm độ xốp và độ bền tăng lên. Khuôn để ép hiệu chuẩn thường được làm bằng hợp kim cứng hoặc thép hợp kim độ bền cao. Khi thiết kế chú ý tới việc lấy chi tiết ra khỏi khuôn. Ngoài ra cần chú ý tới độ xốp còn lại sau khi ép hiệu chuẩn vì lượng dầu bôi trơn chứa trong các lỗ xốp cần đủ và khi ép không được làm tắc nghẽn sự lưu thông của lỗ xốp (đối với vật liệu chống mài mòn tự bôi trơn). Hình vẽ trên trình bày sơ đồ ép hiệu chuẩn đồng thời mặt trong và mặt ngoài của chi tiết.

     

     

  • Bài tập lớn Cơ kết cấu nâng cao

    Bài tập lớn Cơ kết cấu nâng cao

    Bài tập lớn Cơ kết cấu nâng 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:BÀI TẬP LỚN ĐỊNH GIÁ BẤT ĐỘNG SẢN


    [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-k%E1%BA%BFt-c%E1%BA%A5u-n%C3%A2ng-cao.pdf[/pdfviewer]

    Tải ngay đề cương bản PDF tại đây:Bài tập lớn Cơ kết cấu nâng cao

    Bài tập lớn: Cơ kết cấu nâng cao

    Bài 1:

    Xác định tải trọng cho phép tác dụng lên thanh. Biết F=100 cm2 , [σ]= 100MN/m2

    Giải:

    – Số bậc siêu tĩnh: S=1.

    – số đoạn thanh bị phá hoại dẻo sẽ là: S+1=2 đoạn. vậy cả 2 thanh đều bị phá hoại dẻo.

    – Xét cân bằng theo phương đứng ta có:

    Bài 2:

    Xác định tải trọng cho phép của hệ. biết [σ]=16MN/m2 , a=10cm.

    – Số bậc siêu tĩnh: S=1

    – Số thanh bị phá hoại dẻo là S+1=2. Vậy cả 2 thanh treo đều bị phá hoại dẻo.

    – Sử dụng các mặt cắt (1-1) và (2-2) cắt qua các thanh treo và xét cân bằng phần thanh tuyệt đối cứng ta có:

    – Xét cân bằng mô men tại điểm A ta có:

    Bài 3:

    Xác định diện tích mặt cắt ngang của các dây treo biết dây (1) và dây (3) làm bằng thép [σ]t=160MN/m2, dây (2) làm bằng đuyra [σ]đ=120MN/m2. Dây (2) có diện tích gấp 1.5 lần dây (1) và (3). Biết P=100KN.

    – Số bậc siêu tĩnh: S=1

    – Số thanh bị phá hoại dẻo là S+1=2. Do tính chất đối xứng nên cả 3 thanh treo đều bị phá hoại dẻo.

    – Sử dụng các mặt cắt (1-1), (2-2) và (3-3) cắt qua các thanh treo và xét cân bằng phần thanh tuyệt đối cứng ta có:

    + Diện tích mặt cắt ngang thanh thép là: F=2cm2

    + Diện tích mặt cắt ngang thanh đuy ra là: F=3cm2

     

    Bài 4:

    Xác định diện tích mặt cắt ngang của các thanh của cơ hệ như hình vẽ. Biết thanh (1) bằng thép [σ]1=120MN/m2, thanh (2) bằng đuya ra [σ]2=80MN/m2, thanh (3) bằng đồng có [σ]3=60MN/m2. Diện tích mặt cắt ngang F2=F3=2.F1

    – Số bậc siêu tĩnh: S=1

    – Số thanh bị phá hoại dẻo là S+1=2. Vậy ta sẽ có 3 trường hợp xảy ra các trường hợp phá hoại dẻo như sau.

    + Trường hợp 1: Thanh 1 và thanh 2 bị phá hoại dẻo.

    + Trường hợp 2: Thanh 1 và thanh 3 bị phá hoại dẻo.

    + Trường hợp 3: Thanh 2 và thanh 3 bị phá hoại dẻo.

    – Ta lần lượt đi xem xét từng trường hợp

    *) Xét trường hợp 1:

    *) Xét trường hợp 2:

    Thay phương trình (1) vào phương trình (2) ta có:

    *) Xét trường hợp 3:

    (vậy trường hợp 3 loại).

    – So sánh 3 trường hợp, ta chọn tổ hợp của trường hợp 2.

    + Diện tích mặt cắt ngang thanh thép: F1=7,62 (cm2)

    + Diện tích mặt cắt ngang thanh đuya ra: F2=15,24 (cm2)

    + Diện tích mặt cắt ngang thanh đồng: F3=15,24 (cm2)

     

    Bài 5:

    Tìm tải trọng cho phép đặt lên thanh chế tạo không chính xác ở đầu dưới khi lắp hụt 1 đoạn Δ. Để lắp được phải kéo thanh bằng 1 lực P=1MN. Biết thanh làm bằng vật liệu có [σ]=200MN/m2. Diện tích mặt cắt ngang 50cm2 và Δ rất nhỏ.

    Giải:

    – Từ đây chúng ta thấy sẽ xảy ra hai trường hợp:

    + Trường hợp 1: nếu tải trọng  P ≤1(MN), khi đó chỉ đoạn trên bị phá hoại dẻo.

    + Trường hợp 2: Nếu tải trọng P>1 (MN), khi đó cả hai đoạn cùng bị phá hoại dẻo.

    – Xét trường hợp 1:

    – Chiếu lên phương dọc trục thanh ta có:

    – Xét trường hợp 2:

    – Chiếu lên phương dọc trục thanh ta có:

    Bài 6:

    Xác định đường kính trong và ngoài của thanh mặt cắt ngang vành khăn chịu tác dụng của mô men xoắn bằng 9kNm. Biết đường kính trong bằng 0,8 đường kính ngoài, vật liệu có [τ]=70 MN/m2.

     Giải:

    – Ta có

    – Mặt khác ta có:

    – Vậy từ đây ta suy ra:

    + Đường kính ngoài D=10cm

    + Đường kính trong d=0,8D=8cm

     

    Bài 7:

    Một trục gồm 2 đoạn đường kính 8cm và 10cm. chịu xoắn bởi mô men M1, M2, M3 . xác định trị số của chúng biết [τ]=90MN/m2.

    Giải:

    – Trước tiên ta có: M3 = M2 + M1

    – Ta có

    – Với tiết diện tròn nên

    – Tương tự ta có:

    – Với tiết diện tròn nên

    Bài 8:

    Xác định hệ số an toàn của một thanh vành khăn chịu xoắn bởi mô men có trị số 10kNm. Biết đường kính trong 10cm, đường kính ngoài 12cm, giới hạn chảy τch =100 MN/m2.

    Giải:

    – Ta có

    – Trong đó:

     

    Bài 9:

    Xác định mô men cho phép đặt lên thanh, biết đường kính của thanh bằng 7cm, ứng suất cho phép của mật liệu [τ]=150MN/m2.

    Giải:

    – Số bậc siêu tĩnh s=1

    – Số đoạn bị phá hoại dẻo là S+1=2 đoạn. vậy ta cần phải tìm xem đoạn nào sẽ bị phá hoại dẻo.

    – Vậy trước tiên chúng ta tìm xem nội lực 2 đoạn nào lớn hơn thì hai đoạn đó bị phá hoại dẻo.

    – Ta gọi mô men phản lực tại gối bên phải là M. và ta thay ngàm bằng mô men xoắn M với điều kiện φ=0.

    – Vậy, dựa vào biểu đồ nội lực ta thấy đoạn bị phá hoại dẻo sẽ là đoạn 1 và đoạn 2.

    – Vậy ta có:

    – Trong đó:

    [τ]=150MN/m2=15kN/cm2

    Bài 10:

    Xác định đường kính mặt cắt ngang của thanh. Biết M0=20kNm, [τ]=80MN/m2.

    Giải:

    – Số bậc siêu tĩnh S=1.

    – Số đoạn bị phá hoại dẻo là S+1 =2 đoạn.

    – Vậy cả hai đoạn cùng bị phá hoại dẻo.

    , d=6,86(cm)

     

    Bài 11:

    Xác định các mô men chống uốn dẻo của các mặt cắt sau và so sánh với mô đun chống uốn khi vật liệu làm việc trong giai đoạn đàn hồi.

    Giải:

    1. a) Với tiết diện hình vành khăn:

    – Vị trí trục trung hòa dẻo là vị trí chia tiết diện làm hai phần có diện tích bằng nhau. vậy từ đó ta thấy trục trung hòa dẻo chính là trục nằm ngang đi qua tâm o.

    – Mô men kháng uốn dẻo, được xác định bởi công thức.

    1. b) Tiết diện như hình vẽ:

     

    – Vị trí trục trung hòa dẻo là vị trí chia tiết diện làm hai phần có diện tích bằng nhau. vậy từ đó ta thấy trục trung hòa dẻo chính là trục nằm ngang đi qua tâm o.

    – Mô men kháng uốn dẻo, được xác định bởi công thức.

    1. c) Tiết diện như hình vẽ:

    – Vị trí trục trung hòa dẻo là vị trí chia tiết diện làm hai phần có diện tích bằng nhau.

    – Gọi vị trí trục trung hòa dẻo cách đỉnh dầm 1 đoạn y.

    – Vậy ta có:

    – Vậy mô men kháng uốn dẻo của tiết diện là:

    1. d) Tiết diện như hình vẽ:

    – Vị trí trục trung hòa dẻo là vị trí chia tiết diện làm hai phần có diện tích bằng nhau.

    – Gọi vị trí trục trung hòa dẻo cách đáy dầm 1 đoạn y.

    – Vậy ta có:

    – Vậy mô men kháng uốn dẻo của tiết diện là:

    d) Tiết diện thép chữ I số 20:

     

    – Vị trí trục trung hòa dẻo là vị trí chia tiết diện làm hai phần có diện tích bằng nhau.

    – Vậy chính là đổi xứng.

     

     

    Bài 12:

    Xác định tải trọng cho phép đặt lên dầm sau: biết [σ]=160MN/m2.

    Giải:

    – Số bậc siêu tĩnh S=0.

    – Số khớp dẻo hình thành là: S+1=1. Dựa vào biểu đồ mô men ta thấy khớp dẻo hình thành tại vị trí ngàm.

    – Ta có sơ đồ hệ dẻo như sau:

    – Ta có:

    – Bây giờ ta tính mô men chống uốn dẻo.

    – Gọi trục trung hòa dẻo cách đáy dầm 1 đoạn y. vì trục trung hòa sẽ chia dầm thành hai phần có diện tích bằng nhau nên ta có:

    – Vậy ta có mô men chống uốn dẻo là:

    – Vậy từ đây ta có:

    Bài 13:

    Xác định kích thước của dầm. Biết dầm làm bằng vật liệu có [σ]=100MN/m2. So sánh với kết quá tính theo USCP.

    Giải:

    – Số bậc siêu tĩnh S=0.

    – Số khớp dẻo hình thành là: S+1=1. Dựa vào biểu đồ mô men ta thấy khớp dẻo hình thành tại vị trí C và B trên dầm.

    – Ta có sơ đồ hệ dẻo như sau:

    – Ta có sơ đồ hệ dẻo như sau:

    – Ta có:

    – Trong đó:

    ( mô men kháng uốn dẻo)

    – Vậy ta có:

    – Vậy kích thước mặt cắt ngang của dầm là: (2,289; 3,434) (cm).

    *) Tính theo ứng suất cho phép:

    – Điểu kiện bền theo ứng suất cho phép:

    – Vậy kích thước mặt cắt ngang của dầm là: (2,9876; 4,4814) (cm).

    Bài14:

    Xác định số hiệu mặt cắt ngang của dầm chữ I. Biết [σ]=120MN/m2, q= 22,5kN/m. So sánh vởi kết quả tính theo ứng suất cho phép.

    Giải:

    – Số bậc siêu tĩnh S=0.

    – Vậy hệ sẽ bị phá hoại khi xuất hiện S+1 =1 khớp dẻo.

    – Khớp dẻo sẽ xuất hiện tại vị trí mô men lớn nhất theo phương pháp ứng suất cho phép. Theo biểu đồ mô men thì đó là vị trí giữa dầm.

    – Sơ đồ hóa dẻo.

    – Ta có:

    – Thay phương trình (2) vào phương trình (1) ta có:

    – Mặt khác ta có:

    – Với thép I. Ta có Wd = 2.Sx

    – Tra bảng ta chọn thép I30a có Sx=292 (cm3)

    *) Tính theo ứng suất cho phép:

    – Tra bảng ta chọn thép I33 có Wx=597 (cm3)

    Bài 15:

    Xác định chiều dài giới hạn của một dầm đơn. Biết rằng [σ]=160MN/m2.

    Giải:

    – Số bậc siêu tĩnh S=0.

    – Vậy hệ sẽ bị phá hoại khi xuất hiện S+1 =1 khớp dẻo.

    – Khớp dẻo sẽ xuất hiện tại vị trí mô men lớn nhất theo phương pháp ứng suất cho phép. Theo biểu đồ mô men thì đó là vị trí giữa dầm.

    – Sơ đồ hóa dẻo.

    – Ta có:

    – Thay phương trình (2) vào phương trình (1) ta có:

    – Mặt khác ta có:

    – Ta tính muôn men kháng uốn dẻo.

    – Do tính chất đối xứng diện tích nên trục trung hòa dẻo sẽ trùng với vị trí tiếp xúc giữa bản cánh và bản bụng, như hình vẽ.

    – Vậy ta có mô men kháng uốn dẻo là:

    – Vậy từ đây ta có:

    – Vậy chiều dài giới hạn của dầm là: 4m

    Bài 16:

    Xác định tải trọng cho phép đặt lên dầm. biết a=1m, [σ]=160MN/m2.

    Giải:

    – Số bậc siêu tĩnh S=0.

    – Vậy hệ sẽ bị phá hoại khi xuất hiện S+1 =1 khớp dẻo.

    – Khớp dẻo sẽ xuất hiện tại vị trí mô men lớn nhất theo phương pháp ứng suất cho phép. Theo biểu đồ mô men thì đó là vị trí B và vị trí bên trái C.

    (do hai vị trí này mô men bằng nhau nên khi xuất hiện 1 khớp dẻo sẽ xuất hiện cùng lúc)

     

    – Sơ đồ dẻo.

    – Ta có:

    – Ta tính Wd

    – Vậy ta có:

    Bài 17:

    Xác định tải trọng cho phép đặt lên dầm. Biết [σ]=160MN/m2, a=1m.

    Giải:

    – Số bậc siêu tĩnh: S=1

    – Hệ sẽ bị phá hoại khi xuất hiện S+1=2 khớp dẻo.

    – Ta đi tìm vị trí khớp dẻo bằng cách vẽ biểu đồ mô men do tải trọng gây ra. Do hệ đối xứng nên hai vị trí đặt lực có trí số mô men bằng nhau. vì vậy thực ra hệ sẽ xuất hiện 3 khớp dẻo tại các vị trí đặt lực và vị trí B.

    – Ta có sơ đồ dẻo như sau:

    – Ta có:

    – Từ đó ta có:

    – Tính mô men kháng uốn dẻo.

    – Vậy tải trọng cho phép tác dụng lên dầm là: 576kN.

    Bài 18:

    Xác định kích thước mặt cắt ngang của dầm. biết [σ]=100MN/m2.

    Giải:

    – Số bậc siêu tĩnh S=3. Tuy nhiên do hai thành phần phản lực dọc trục thanh bằng không nên còn lại S=1.

    – Do tính chất đối xứng của hệ và tải trọng nên. Hệ có 3 khớp dẻo. Tại các vị trí ngàm và vị trí đặt tải trọng.

    – Sơ đồ hóa dẻo của hệ như sau:

    – Ta có:

    – Trong đó:

    – Mặt khác ta có:

    – Vậy kích thước mặt cắt ngang của dầm là: (26,2; 26,2) (cm).


    Tải xuống tài liệu học tập PDF miễn phí

    [sociallocker id=”19555″] Tải Xuống Tại Đây [/sociallocker]
  • Bài tập lớn môn Cơ sở truyền động điện

    Bài tập lớn môn Cơ sở truyền động điện

    Bài tập lớn môn Cơ sở truyền động điện

    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 vi xử lý Mạch mô phỏng đèn giao thông


    [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-s%E1%BB%9F-truy%E1%BB%81n-%C4%91%E1%BB%99ng-%C4%91i%E1%BB%87n.pdf[/pdfviewer]

    Tải ngay đề cương bản PDF tại đây: Bài tập lớn môn Cơ sở truyền động điện

    Bài tập lớn môn: Cơ sở truyền động điện

    CHƯƠNG 2: TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN ĐỘNG CƠ ĐIỆN 1 CHIỀU

    Bài 6:  – Đặc tính cơ tự nhiên

    Ta có :  =0,5 (1-0,87) 220/ 130,4 =0,109 Ω

    = =293,19 rad/s;       =  =0,702; =4,52  ;   =  =313,39 rad/s;       =   =85,27 Nm

    -U1 = 50

    =  =71 rad/s;                         =4,52

    =  =458,71 A;                                   =322 Nm

    -U2 = 100

    =  =142,45 rad/s;                            =4,52

    =  =917 A;                                   =643,7 Nm

    -r1=1 Ω

    =  =313 rad/s;                                =0,44

    =198,38 A;                                          =1339,26 Nm

    -r2=2 Ω

    =  =313 rad/s;                                 =0,23

    =104 A;                                    = 73Nm

    -F1 = 0,75Fđm

    =  = 415rad/s;                            =2,57

    =2018 A;                             =1069 Nm

    -F1 = 0,9Fđm

    =  =349 rad/s;                        =3,64

    = 2018 A;                            = 1271 Nm

    Bài 7.

    RU  = (1 – P­dm/ Udm ­Idm ) Udm/Idm  =0,26   => Idm=31 A

    = =230  rad/s;              =  =0,92

    =  = 239 rad/s;                = =28  Nm ;       =3,3

    -r1=1,26 Ω

    =  = 239rad/s;                                =0,6

    = 145 A;                                          =133 Nm

    Bài 8.

    = = 73,3 rad/s;           =  =5,5

    =  = 40rad/s;                            =150 rad/s,

    è =                èF=0,27 Fdm

    Bài 9.

    Theo đề bài ta có :

    Suy ra :

    Phươnh trình đặc tính điện cơ của động cơ:

    suy ra:

    Vậy tốc độ của động cơ khi Rưf=0,52 W

    Suy ra:

     

     

    Bài 11.

    Ta có:

    Và ta có: ;

    -Đặc tính cơ tự nhiên :  điểm thứ nhất : M=0 , w=w0

    điểm thứ hai : M=Mdm , w=wdm

    -Đặc tính cơ nhân tạo: :  điểm thứ nhất : M=0 , w=w0

    điểm thứ hai : M=Mdmnt , w=wdmnt

     

    Bài 15.

    I=0,5Idm

    =  =61,3 rad/s

    =  =3,3

    =  =64,2 rad/s

    n=9,55.w =613 rpm

    -Rf =1,2

    =  =33 rad/s

    n=9,55.w =315 rpm

    Bài 16.

    = =1,7

    m =4

    R1=Ru.(I2/I1) = 0,29 Ω  ; è r1=R1 –Ru=0,11 Ω

    R2=R1.(I2/I1) =0,5 Ω ; è r2=R2 –Ru=0,33 Ω

    R3=R2.(I2/I1) =0,86 Ω ; è r3=R1 –Ru=0,69 Ω

    R4=R3.(I2/I1) =1,47 Ω ; è r3=R1 –Ru=1,3 Ω

    Bài 17.

    = =147 rad/s;      =   =54 Nm

    =  =1,4;

    w1  =100

    èRf =3,05 Ω

    Bài 18.

    = =293,19 rad/s;

    Bài 19.

    RU  = (1 – P­dm/ Udm ­Idm ) Udm/Idm=0,17

    = =60 rad/s;

    =  =3;

    =2Idm

    èRh=0,32 Ω

    C, F1 = 1/3.Fđm

    =189 rad/s

    n=9,55. w=1805 rpm.

    Bài 20.

    = =147 rad/s;  =  =1,4;

    =   =54 Nm.

    dm.0,6 =100

    èRh=15 Ω

    Bài 21.

    RU  = (1 – P­dm/ Udm ­Idm ) Udm/Idm=2,9

    = =105 rad/s;       =  =1,3

    =-84 rad/s

    = -84

    èRh=7,7 Ω

            Chương 3. TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN ĐỘNG CƠ ĐIỆN KHÔNG ĐỒNG BỘ.

    Bài 30.

    =

    ó Pdm=

    ó22,5.103 =

    ó =9,29

    •  

    Vậy s=0,24.

    n1= =1500 rpm

    s=        è n=n1– s.n1 =1140 rpm.

    Bài 31.

    =

    ó Pdm=

    ó22,5.103 =

    ó =1,5488

    •  

    Vậy +s=0,5.

    n1= =1500 rpm

    s=        è n=n1– s.n1 =750 rpm.

    +s=0,04.

    s=        è n=n1– s.n1 =1440 rpm.

    CHƯƠNG 4: ĐIỀU CHỈNH TỐC ĐỘ ĐỘNG CƠ.

    Bài 49

    Một động cơ kích từ độc lập có các thông số sau :

    Pđm = 29KW, Uđm = 440V, Iđm = 76A, nđm = 1000rpm

    Hãy xác định Moment cho phép của động cơ khi phụ tải dài hạn với điều kiện làm việc Ic = Iđm và tốc độ quay của động cơ là 1,5 nđm.

    Giải:

    -chỉ có phương pháp giảm  vì tốc độ động cơ tăng lên = 1,5nđm

     

    đm = = =104.7 rad/s.  Mđm== =277 Nmn

    -Rư = (1-)*= (1- )* =0.384 Ω

    -KEϕđm == =0.41 v/phút.

    -Khi nđc= 1.5nđm : KEϕđm =  = 0.27 v/phút.

    -Moment do động cơ sinh ra thì:

    Mđc= KEϕđc*Iđm.

    -Ta lấy : =  →Mđc = *Mđm = *Mđm

    →Mđc=182.38 Nm

    Bài 50:

    Một động cơ điện một chiều kích từ độc lập có công suất nhỏ được cấp điện qua  chỉnh lưu cầu 1 pha bán điều khiển. Biết điện áp nguồn xoay chiều U = 240V, Thyristo được mồi với góc mở a = 110o . Điện áp đặt vào phần ứng động cơ có dạng như hình vẽ sau.

    Xác định tốc độ quay của động cơ ứng với M = 1,8 Nm cho biết:

    wt
    50o
    360o
    180o
    110o
    Eư
    Um

    Hằng số Moment – dòng điện của động cơ là 1Nm/A, Rư =  6W (bỏ qua tổn hao bộ  chỉnh lưu)

    Giải:

    -Theo dạng đường cong chỉnh lưu ta xác định được điện áp chỉnh lưu:

    → Utb = 71.1 + 0.333Eư

    – dòng điện trung bình:

    Iư = =  =1.8 A

    -theo phương trình cơ bản của động cơ ta có :

    Eư = Utb – Iu*Ru = 271.1 + 0.333Eu – 1.8*6 = 90.33 V

    -Công suất điện từ:

    Pđt = Eu*Iu = M*n → n =

    -Vì tỉ số = 1  → n = Eu =90.33 rad/s = 864 v/phút.

     

    Bài 51:

    Động cơ điện một chiều kích từ độc lập được cung cấp điện từ chỉnh lưu cầu 1 pha bán điều khiển có điện áp nguồn xoay  chiều U = 240V, f = 50Hz

    có Eư  = 150V, Rư = 6W, a = 80o, tỷ số  = = 0,9 , Utb =  169V.  Xác định Moment trung bình và tốc độ quay của động cơ.

    Giải :

    Ta có : Eu = 150V

    → Iu * Ru = U – Eu →Iu =  =  = 3.22A

    M = Iu * 0.9 = 3.22 * 0.9 =2.98 Nm.

    Tốc độ : n =  =166.7 rad/s =1592 v/phút .

    Bài 52

    Người ta cung cấp cho một động cơ một chiều công suất nhỏ kích  từ độc lập từ nguồn 240V,50Hz qua chỉnh lưu cầu một pha bán điều khiển. Các thông số của phần ứng là điện cảm = 0,06H,  điện trở  bằng 6W, hằng số từ thông 0,9Nm/A (vòng/rad/s). Người ta đưa vào một mạch vòng kín để  duy trì tốc độ không đổi  là 1000rpm, cho tới khi Moment là 4Nm. Xácđịnh biến thiên của góc mở bắt đầu từ lúc chạy không tải để thỏa mãn điều kiện tốc độ không đổi.

    Giải :

    Ta có:

    E = ωkΦ =  = 94.25V

    Với góc arcsin () = arcsin () = 163.9° .

    Ở giá trị Momen = 0 như khi góc ở giá trị không tải , nhưng thực tế dòng điện phải chạy qua để cung cấp cho Momen tổn hao .

    Ta chọn góc mở đặc biệt nhỏ hơn 163.9°.

    Như vậy với góc mở 150° thì Moment là 0.04Nm.

    140° thì Moment là 0.2Nm.

    130° thì Moment là 0.58Nm.

    120° thì Moment là 1.06Nm.

    110° thì Moment là 2.79Nm.

    90° thì Moment là 3.92Nm.

    Bài 53 :

    Một động cơ không đồng bộ ba pha roto dây quấn r2 = 0,0278W,
    nđm = 970rpm, hiệu suất = 0,885. Để thay đổi tốc độ động cơ người ta mắc thêm Rf vào mạch roto. Tính Rf ? để tốc độ động cơ bằng 700rpm. Biết rằng Moment cản của tải không phụ thuộc tốc độ.

    f = 50Hz, no = 1000rpm.

    Giải :

    Ta có : Sđm = =  =0.03

    Khi tốc độ là n = 700v/phút thì hệ số trượt là :

    S=  = 0.3

    Vậy  =

    → Rf =0.25Ω.

    Bài 54:

    Một đồng cơ không đồng bộ ba pha roto lồng sóc có bốn cực, điện áp U = 220V, f = 50Hz. Người ta dùng bộ nghịch lưu để cung cấp điện cho động cơ. Để thay đổi tốc độ động cơ người ta sử dụng phương pháp biến đổi tần số. Hãy tính tốc độ động cơ và lượng điện áp đầu ra của bộ nghịch lưu với f = 30Hz, 40Hz, 50Hz,60Hz.

    Giải :

    Ta có :

    Khi :

    f1 = 30Hz → n = 900v/phút . Ura = = =132V

    f1 = 40Hz → n = 1200v/phút . Ura = =176V

    f1 = 50Hz → n = 1500v/phút . Ura = =220V

    f1 = 60Hz → n = 1800v/phút . Ura = =264V.

    Bài 55:

    Một động cơ không đồng bộ ba pha Roto dây quấn sáu cực được nối qua bộ nghịch lưu, biết điện áp  giữa các vành trượt E2 = 600V. Xác định góc mồi của bộ nghịch lưu ở tốc độ 600V/phút. Bộ nghịch lưu được nối vào lưới ba pha 415V, 50Hz. Bỏ qua hiện tượng chuyển mạch và các tổn hao.

    Giải :

    Tốc độ đồng bộ của động cơ :

    =  =1000v/phút .

    =  = 0.4

    Điện áp trên rôt với tốc độ n = 600v/phút

    U2= s *E2  = 0.4 *600 = 240V

    Giả sử ta dùng sơ đồ cầu 3 pha thì điện áp một chiều là :

    = sin  = 324V

    Gọi β là gốc mồi ta có :

    = 324V

    → β = 54°7.

    Bài 56:

    Một bộ nghịch lưu cung cấp cho động cơ roto lồng sóc 4 cực điện áp U = 240V,50Hz. Xác định tần số và hiệu điện thế ở đầu ra khi tốc độ của động cơ bằng 900V/phút.

    Giải :

    →  =  =30 Hz

    Ura  =  =  = 144V.

    Bài 57:

     

    Một bộ nghịch lưu cung cấp cho một động cơ không đồng bộ ba pha ở tần số 52Hz và thành phần cơ bản của điện áp pha là 208V.

    • Xác định tốc độ khi hệ số trượt bằng 0,04.
    • Khi bộ nghịch lưu chuyển đột ngột sang f = 48Hz và điện áp = 192V thì tốc độ bằng bao nhiêu ?

    Giải :

    Khi s = 0.04 :

    Tốc độ của động cơ 4 cực là :

    =  =1497.6 v/phút  = 24.96v/s

    Khi bộ chỉnh lưu giảm xuống 48Hz thì tốc độ đồng bộ là 24v/s

    → hệ số trượt

    = .

    Hệ số trượt âm nên động cơ hoạt động ở chế độ hãm tái sinh .

     

    Đặc tính cơ của động cơ điện là mối quan hệ giửa tốc độ quay của rotor và moment của động cơ , có 2 loại đặc tính cơ là đặc tính cơ tự nhiên và đặc tính cơ nhân tạo:

    + đặc tính cơ tự nhiên là đặc tính cơ ứng với chế độ làm việc với các thông số định mức của động cơ điện (điện áp, tần số, từ thông,…định mức).

    + đặc tính cơ nhân tạo là đặc tính cơ ứng với chế độ làm việc khi thay đổi thông số nguồn hoặc thông số của động cơ.

    Độ cứng của đặc tính cơ  , càng lớn thì đường đặc tính cơ càng cứng, khi thì đặc tính cơ cứng tuyệt đối.

    Đường đặc tính cơ càng cứng thì tốc độ động cơ càng ít thay đổi khi tải thay đổi.

    Đường đặc tính ca[ càng mềm thì tốc độ động cơ thay đổi càng nhiều khi tải thay đổi.

     

     

     

     

     

    CHƯƠNG 5 và 6:

    CHỌN CÔNG SUẤT ĐỘNG CƠ ĐIỆN

    Bài 58

    Cho đồ thị phụ tải tĩnh  của  một máy sản xuất có các tham số sau :

    t (s) 25 12 40 40 7 15
    Mc(Nm) 55 100 50 80 140 70

    –  Hệ thống yêu cầu tốc độ bằng 1800V/phút

    –  Động cơ để kéo  hệ thống trên có :

    Pđm = 13kW,  nđm =  1000rpm, lm  = 2,2

    – Hãy kiểm tra  tính hợp lý của  động cơ trên

    Giải :

    Mdt= =74Nm.

    Công suất phụ tải yêu cầu:

    Moment định mức của động cơ :

    Ta thấy : Mdm > Mdt

    Vậy điều kiên phát nóng của động cơ thỏa mãn.

    Kiểm tra điều kiện quá tải :

    2.2* 77 =169.4 Nm

    Từ đồ thị ta được Mmax = 140Nm

    > Mmax

    → thỏa mãn .

    Bài 59

    Cho đồ thị phụ tải tĩnh  của  một máy sản xuất có các tham số sau :

    t (s) 20 10 40 40 5 20
    Mc(Nm) 50 100 50 80 120 50

    Tốc độ yêu cầu của máy sản xuất nyc = 1450vòng/phút.  Động cơ kéo  máy sản xuất có :

    Pđm = 13kW,  nđm =  1450rpm, bội số quá tải Mmax/Mđm  = 2,2. Hãy kiểm nghiệm xem động cơ có thể kéo máy sản xuất trên hay không?

    Giải :

    Mdt = = 68 Nm

    Công suất phụ tải yêu cầu:

    Moment định mức của động cơ :

    Ta thấy : Mdm > Mdt

    Vậy điều kiên phát nóng của động cơ thỏa mãn.

    Kiểm tra điều kiện quá tải :

    2.2* 85.6 = 188.32 Nm

    Từ đồ thị ta được Mmax = 120Nm

    >  Mmax    → thỏa mãn .

    Vậy động cơ có thể kéo được máy trên.

    Bài 60:

    – Cho đồ thị phụ tải  sau :

    t (s) 50 70 90 25 50 73 40
    Mc(Nm) 230 0 200 30 230 0 0

    – Có tốc độ yêu cầu nyc =  720V/phút

    –  Động cơ kéo  máy trên có thông số :

    Pđm = 11kW, nđm = 720rpm, Uđm  =  220V/380V, eđc  = 60% đấu  sao

    – Hãy kiểm tra  công suất của động cơ trên

    Giải

    Mdt =  = 137 Nm

    Hệ số đóng điện tương đối của phụ tải với nyc = 720v/phút.

    = 54%.

    Công suất đẳng trị :

    Vậy Pdm > Pdt (11 > 10)

    Vậy công sauaatsn động cơ thỏa mãn.

     

    Bài 61

    Hãy xác định công suất động cơ kéo 1 máy  sản xuất có đồ thị phụ tải sau :

    t (s) 20 10 30 30 6
    Mc(Nm) 40 90 40 70 120

    – Có tốc  độ yêu cầu  bằng 1450rpm.

    Giải :

    Mdt =  = 64Nm

    Công suất phụ tải yêu cầu:

    Vậy ta chọn động cơ có công suất Pdm =10KW , n =1420v/phút.

    lm  = 2,2

    → .

    Vậy điều kiện phát nóng thỏa mãn Mdm > Mdt.

    Khả năng quá tải :  2.2*67=147.95

    Theo đồ thị phụ tải ta có Mmax = 120Nm

    –>  >  Mdm

    Bài 62:

     

    Cho đồ thị phụ tải sau :

    T (s) 15 6 20 10 15 8 5 40
    Mc(Nm) 240 140 0 190 0 260 100 0

    – Dùng cho động cơ dài hạn có Pđm = 10 kW, nđm = 750rpm,
    Uđm = 220V/380V kéo phụ tải ở tốc độ định mức.

    – Hãy kiểm tra  công suất  động cơ trên.

    Giải :

    Mdt =  = 127Nm

    Công suất phụ tải yêu cầu:

    Vì  Mdm > Mdt  nên động cơ phù hợp với yêu cầu

    Bài 63

    Hãy xác định  công suất động cơ trong cầu trục có đồ thị phụ  tải như sau :

    t (s) 12 4 20 10 25 15 8 5 40
    Mc(Nm) 250 150 0 200 70 0 270 100 0

    – Tốc độ yêu cầu  bằng 720V/phút, bỏ  qua tổn hao trong khâu truyền lực.

    Giải :

    Hệ số đóng điện tương đối:

    = 46%

    Mdt =  = 119Nm

    Công suất phụ tải yêu cầu:

    Vậy ta chọn động cơ có :

    Pdm = 11kW , ndm = 720v/phút , Udm = 380V , ε% =60%.

     

    Bài 64

     

    t (phút) 2 3 1 4 2 3 1 4 ….
    Pc(KW) 15 14 10 0 15 14 10 0 ….

    Công suất động cơ là  14KW, etc = 60%

    Kiểm tra  công suất động cơ theo đồ thị phụ tải tĩnh đã cho. Nếu  giữ công suất động cơ không thay đổi, giảm hệ số đóng  điện của động cơ  xuống là 45% thì  động cơ có  đạt yêu cầu  không ?

    Giải :

    Pdt =  =10.67 Nm

    Công suất phù hợp với phụ tải đã cho.

    Khi thay đổi hệ số đóng điện của động cơ xuống 45% thì động cơ vẫn đạt yêu cầu vì Pdt < Pdm.

     

     

    Bài 66

     

    t (s) 50 73 80 40 25 50 73 ….
    Mc(Nm) 230 0 150 0 40 230 0 ….

    Tốc độ yêu  cầu = 720V/phút

    Động cơ kéo máy trên có  số  liệu như sau :  Pđm =  16kW,
    nđm = 720rpm, Uđm = 230V/380V,  eđc = 40%  đấu sao.

    Hãy kiểm nghiệm công suất động cơ trên.

    Giải :

    Mdt =  = 126Nm

    Công suất phụ tải yêu cầu:

    Vì Mdm > Mdt

    → công suất động cơ phù hợp với phụ tải đã cho.

    t(s)
    t(s)
    Mc (Nm)
    Mđg (Nm)
    110
    150
    110
    0
    0
    132
    -160
    5

     

    t

    700

     

    tôđ

    4

     

    th

    Bài 67:

     

    Cho đồ thị phụ tải như hình vẽ :

    Tốc độ yêu cầu của hệ thống: 720rpm.

    Động cơ kéo hệ thống có

    Pđm = 11kW,

    Uđm = 380V,

    lm =  1,8,

    nđm  = 720V/phút.

    Hãy kiểm tra điều kiện quá tải  của động cơ.

    Giải

    → .

    Khả năng quá tải :

    1.8*145.9=262.62

    Theo đồ thị phụ tải ta có Mmax = 150Nm

    –>  >  Mdm

    –>điều kiện quá tải của động cơ phừ hợp với phụ tải.

    CÂU HỎI ÔN TẬP CHƯƠNG 1

    Câu 1:

    Đặc tính cơ của máy sản xuất là mối quan hệ giửa tốc độ quay của máy sản xuất và mô men cản của máy sản xuất . Máy sản xuất rất đa dạng, do đó đặc tính cơ của máy sản xuất củng rất đa dạng tuy vậy phần lơn được biểu diển dưới dạng sau:

    Trong đó : Mco là mô men ứng với tốc độ

    Mdm là mô men ứng với tốc độ

    Mc là mô men ứng với tốc độ

    phân tích một số dạng đặc tính cơ cơ bản của máy sản xuất:

    từ phương trình đặc tính cơ :  ta có.

    Với  và không đổi chúng bao gồm các cơ cấu nâng hạ, bang tải cơ cấu ăn giao máy cắt gọt thuộc loại này (đường 1, hình 1-3, a)

    Với , moment tỷ lệ bậc nhất với tốc độ, ví dụ máy phát 1 chiều tải thuần trở.

    Với , moment tỷ lệ bậc 2 với tốc độ là đặc tính cơ của các bơm, quạt gió (đường 3, hình 1-3, a).

    Moment cản phụ thuộc vào thời gian Mc=f(t), Ví dụ như máy nghiền đá, quặng

    Moment cản thế năng như trong các cơ cấu nâng hạ tải trọng (có đặc tính
    Mc = const và không phụ thuộc vào chiều quay

    Moment phản kháng luôn luôn chống lại chiều quay như moment ma sát trong dao máy cắt gọt kim loại…

    Câu 3

    Trạng thái động cơ: trạng thái động cơ là trạng thái mà động cơ nhận được năng lượng từ lưới và biến đổi cơ năng trên trục động cơ điện để cung cấp cho máy sản xuất hay còn gọi là trạng thái động cơ có công suất điện dương. Trong trạng thái này mô men của động cơ điện cùng chiều với tốc độ quay. Nếu biểu diển trên hệ trục tọa độ  thì đó là điểm làm việc  nằm trong góc phần tư thứ I và thứ III.

    Trạng thái động cơ bao gồm chế độ làm việc khi không tải và khi có tải.

    Trạng thái hảm: là trạng thái mà mô men động cơ sinh ra ngược chiều với tốc độ của động cơ điện. mô men hảm được sinh ra do quá trình biến đổi ngược cơ năng từ máy sản xuất thành điện năng, động cơ điện làm việc như máy phát do đó trạng thái hãm hay còn gọi là trạng thái máy phát. Trên trục tọa độ thì đó là các điểm làm việc nằm trong góc phần tư thứ II và IV.

    Trạng thái hãm bao gồm: hãm không tải, hãm tái sinh, hãm ngược và hãm động năng.

    Hãm tái sinh: Pđiện < 0, P < 0, cơ năng biến thành điện năng trả về lưới.

    – Hãm ngược: Pđiện > 0 , P < 0, điện năng và cơ năng chuyển thành tổn thất ΔP.

    – Hãm động năng: Pđiện = 0, P < 0, cơ năng biến thành công suất tổn thất ΔP.

    Câu 5

    Phương trình chuyển động của truyền động điện có dạng:

    Với  .

    Trong đó nếu J=const thì

    Câu 6:

     Đặc tính cơ của động cơ điện là mối quan hệ giửa tốc độ quay của rotor và moment của động cơ

    Đặc tính cơ của máy sản xuất là mối quan hệ giửa tốc độ quay của máy sản xuất và mô men cản của máy sản xuất . Máy sản xuất rất đa dạng, do đó đặc tính cơ của máy sản xuất củng rất đa dạng tuy vậy phần lơn được biểu diển dưới dạng sau:

    CÂU HỎI ÔN TẬP CHƯƠNG 2

    câu 1 : khi nguồn điện 1 chiều có công suất lớn và điện áp không đổi thì dòng kích từ song song với mạch phần ứng gần như không thay đổi khi tải thay đổi thì gọi động cơ là 1 chiều kích từ song song.

    Khi nuồn điện 1 chiều công suất không đủ lớn thì mạch điện phần ứng và mạch kích từ mắc vào 2 nguồn 1 chiều độc lập với nhau lúc này động cơ được gọi là động cơ kích từ độc lập.

     

    Phương trình cân bằng điện áp của mạch phản ứng phần ứng:

    Sức điện động Eu của phần ứng động cơ được xác định theo biểu thức:

    Phương trình đặc tính cơ điện của động cơ điện 1 chiều kích từ độc lập:

    Phương trình đặc tính cơ của động cơ điện 1 chiều kích từ độc lập:


    Tải xuống tài liệu học tập PDF miễn phí

    [sociallocker id=”19555″] Tải Xuống Tại Đây [/sociallocker]
  • Bài tập lớn Kỹ thuật vi xử lý Mạch mô phỏng đèn giao thông

    Bài tập lớn Kỹ thuật vi xử lý Mạch mô phỏng đèn giao thông

    Bài tập lớn Kỹ thuật vi xử lý Mạch mô phỏng đèn giao thông

    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 Sức bền vật liệu số 4 Tính cột chịu nén lệch tâm


    [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-vi-x%E1%BB%AD-l%C3%BD-M%E1%BA%A1ch-m%C3%B4-ph%E1%BB%8Fng-%C4%91%C3%A8n-giao-th%C3%B4ng.pdf[/pdfviewer]

    Tải ngay đề cương bản PDF tại đây: Bài tập lớn Kỹ thuật vi xử lý Mạch mô phỏng đèn giao thông

    Báo cáo bài tập lớn Kỹ thuật vi xử lý: Mạch mô phỏng đèn giao thông

    Ý tưởng thực hiện:

    Nhận thấy giao thông hiện nay còn tình trạng tắc, nghẽn nên nhóm em thực hiện mô phỏng đèn giao thông ngã tư với 2 đường 1 chiều giao nhau sử dụng vi điều khiển 8051, nhằm nghiên cứu, mô phỏng quá trình hoạt động của đèn giao thông, đồng thời đưa ra một số ý kiến về chức năng của đèn giao thông để giảm thiểu tình trạng trên.

    Chức năng của mạch:

    Mạch thực hiện đếm lùi, số đếm được hiển thị qua led 7 đoạn. Khi mạch thực hiện đếm lùi, 6 led đỏ vàng và xanh sẽ lần lượt sáng biểu thị cho 2 cột đèn giao thông ở ngã tư.

    Mạch có thể thay đổi thời gian sáng của các đèn thuận tiện điều tiết giao thông. Đồng thời cùng một chương trình, ta có thể áp dụng cho nhiều đèn giao ở các ngã tư có hai tuyến đường một chiều giao nhau mà không phải sửa chương trình để thay thời gian đếm.

    Mạch có chức năng điều tiết lưu lượng giao thông, khi lượng xe lưu thông của hai tuyến đường không đồng đều bằng cách giảm thời gian đèn đỏ của tuyến đường có nhiều phương tiện tham gia ( tăng lưu lượng xe qua tuyến đường ), tăng thời gian chờ đèn đỏ cho tuyến đường còn lại ( giảm lưu lượng xe qua tuyến đường ). Chức năng được thực hiện nhờ các nút bấm. Khi ở chế độ này thời gian đếm ở nửa chu kì bị giảm một nửa.

    Với các chức năng trên ta có thể kết hợp với một bộ điều khiển từ xa giúp cho các người điều khiển giao thông có thể theo dõi, điều khiển lượng xe lưu thông từ xa mà không phải đến địa điểm xảy ra tắc nghẽn.

    Linh kiện làm mạch:

    • Vi điều khiển 8051.
    • Led xanh, đỏ, vàng mỗi loại 2 cái.
    • Tụ thạch anh 12MHz, tụ gốm 33pF, Trở 330 Ω, 1 kΩ.
    • Nút bấm.
    • 2 led 7 đoạn.
    • Nguồn 5V.

     

    Quá trình hoạt động:

    Chế độ 0:

    Khi mạch bắt đầu hoạt động ta thực hiện lựa chọn số đếm cho đèn giao thông. Ban đầu led 7 đoạn hiển thị giá trị 00, chân p2.6 và p2.7  được nối qua một nút bấm và nối xuông đất. Hai chân được được đưa lên mức 1 qua lệnh được lập trình trên 8051, khi ấn nút bấm, chân p2.6 được nối đất chuyển xuống mức 0, vi điều khiển sẽ nhảy tới chương trình con thực hiện tăng số đếm được hiển thị qua led 7 đoạn, thời gian sáng của đèn đỏ bằng với giá trị hiển thị trên led, việc tăng số đếm được lặp lại khi ta tiếp tục ấn nút p2.6. Sau khi kết thúc lựa chọn thời gian sáng cho đèn đỏ, ta ấn nút p2.7 để tiếp tục lựa chọn thời gian sáng cho đèn vàng. Sau khi hoàn tất ta ấn tiếp nút p2.7 để mạch bắt đầu hoạt động, trong quá trình hoạt đông ta có thể ấn tiếp nút p2.7 để đưa mạch về trạng thái ban đầu.

    Cổng p1, p3 dùng hiển thị số đếm ra led 7 đoạn, cổng p2 dùng nối với các led biểu thị đèn giao thông, cổng p0 sử dụng làm các chân điều kiện chạy chương trình.

    Chế độ 1:

    Khi thời gian sáng của đèn đỏ bằng 01, mạch chuyển sang chế độ 1. Ở chế độ này Vi điều khiển chuyển băng thanh ghi, thời gian sáng tiếp tục được lập trình như chế độ 0. Sau khi lập trình xong trong nửa chu kỳ đầu mạch thực hiện đếm bình thường, nửa chu kỳ sau thời gian sáng của đèn đỏ giảm một nửa, nút p2.6 có nhiệm vụ chuyển đổi việc lựa chọn giảm thời gian sáng của đèn đỏ giữa hai cột đèn giao thông. Khi ấn nút p2.7 mạch được chuyển về trạng thái ban đầu ở chế độ 0.

    Thuật toán:

     

     

     

     

    Mạch mô phỏng trên proteus:

     

    CODE:

    org 00H

    MAIN:

    LCALL DELAY

    MOV DPTR,#MALED

    MOV A,#0

    MOVC A,@A+DPTR

    MOV P1,A

    MOV P2,#0

    MOV A,#0

    MOVC A,@A+DPTR

    MOV P3,A

    MOV R0,#0

    CLR P0.0

    CLR P0.3

    SETB P2.6

    SETB P2.7

    MOV R7,#0

    MOV 34H,#1

    MOV R1,#0

    MOV R2,#0

    MOV A,#0

    MOV R6,#10

    LJMP TIM

    NHAN1:

    DEC R0

    MOV A,R0

    JNZ TIM40

    MOV R0,#9

    DEC 34H

    TIM40:

    MOV A,34H

    DEC A

    MOV 34H,A

    MOV R7,34H

    LJMP TIM26

    TIM27:

    MOV A,R7

    JNZ TIM15

    MOV A,R0

    DEC A

    JNZ TIM15

    SETB PSW.4

    SETB P0.1

    LJMP MAIN

    TIM15:

    MOV A,#0

    MOV R6,#10

    MOV R1,#0

    LCALL DELAY

    LJMP TIM2

    TIM4:

    MOV P2,#0

    SETB P2.6

    SETB P2.7

    DEC R2

    CLR P2.0

    SETB P2.3

    LOOP:

    JNB PSW.4,TIM19

    JNB P0.1,TIM25

    JB P0.1,TIM16

    TIM19:

    MOV A,#0

    MOVC A,@A+DPTR

    MOV P1,A

    LCALL DELAY

    LCALL DELAY

    CPL P2.0

    CPL P2.3

    MOV C,P2.0

    CPL C

    MOV P2.1,C

    MOV C,P2.3

    CPL C

    MOV P2.4,C

    CLR P2.2

    CLR P2.5

    JNB PSW.4,TIM22

    CLR P0.0

    JB P0.1,TIM17

    TIM22:

    MOV R7,34H

    TIM17:

    JNB PSW.4,TIM23

    JNB P0.1,TIM23

    MOV R7,35H

    TIM23:

    MOV A,R7

    MOVC A,@A+DPTR

    MOV P3,A

    TIM24:

    MOV A,R2

    MOV R6,A

    TIM21:

    MOV A,R0

    MOV R1,A

    JNB PSW.4,LOOP1

    JNB P0.1,TIM20

    MOV R1,36H

    TIM20:

    CPL P0.1

    LOOP1:

    JNB P2.7,TIM36

    MOV A,R1

    MOVC A,@A+DPTR

    MOV P1,A

    LCALL DELAY

    LCALL DELAY

    MOV A,R7

    JZ TIM11

    TIM12:

    JNB P2.6,TIM13

    MOV A,R6

    DEC A

    JZ NHAN

    LOOP4:

    MOV R6,A

    JNB P2.7,TIM36

    DJNZ R1,LOOP1

    JBC P0.3,TIM19

    MOV A,R7

    DEC A

    MOV R7,A

    LJMP TIM8

    TIM11:

    SETB P0.3

    LJMP TIM12

    TIM25:

    LJMP TIM18

    TIM36:

    CLR PSW.4

    LCALL DELAY

    LCALL DELAY

    LJMP MAIN

    TIM16:

    JNB P0.1,TIM19

    MOV A,34H

    MOV B,#2

    DIV AB

    MOV R7,A

    MOV 35H,A

    MOV A,B

    MOV B,#10

    MUL AB

    ADD A,R0

    MOV B,#2

    DIV AB

    MOV 36H,A

    LJMP TIM19

    NHAN:

    MOV A,R1

    JZ TIM7

    SETB P0.0

    MOV C,P2.1

    MOV P2.2,C

    MOV C,P2.4

    MOV P2.5,C

    CLR P2.1

    CLR P2.4

    LJMP LOOP4

    TIM18:

    SETB P0.1

    LJMP LOOP

    TIM13:

    JB PSW.4,TIM35

    LJMP MAIN

    TIM35:

    CPL P2.0

    CPL P2.3

    CLR P0.3

    LJMP TIM16

    TIM8:

    MOV A,R6

    DEC A

    MOV R6,A

    JZ NHAN

    TIM7:

    MOV A,#00H

    MOVC A,@A+DPTR

    MOV P1,A

    LCALL DELAY

    LCALL DELAY

    MOV R1,#9

    MOV A,R7

    MOVC A,@A+DPTR

    MOV P3,A

    JB P0.0,TIM32

    MOV A,R6

    JZ TIM31

    TIM32:

    LJMP LOOP1

    TIM31:

    MOV C,P2.1

    MOV P2.2,C

    MOV C,P2.4

    MOV P2.5,C

    CLR P2.1

    CLR P2.4

    LJMP LOOP1

    TIM:

    JNB P2.6,TIM1

    MOV A,R1

    JNZ TIM37

    MOVC A,@A+DPTR

    MOV P1,A

    MOV P3,A

    INC R1

    TIM37:

    JNB P2.7,TIM10

    AJMP TIM

    TIM1:

    MOV A,R1

    MOVC A,@A+DPTR

    MOV P1,A

    INC R1

    MOV A,R1

    MOV R0,A

    MOV A,R6

    DEC A

    MOV R6,A

    JZ TIM5

    MOV A,#0

    LCALL DELAY

    LJMP TIM

    TIM2:

    JNB P2.6,TIM3

    MOV A,R1

    JNZ TIM38

    MOVC A,@A+DPTR

    MOV P1,A

    MOV P3,A

    INC R1

    TIM38:

    JNB P2.7,TIM9

    AJMP TIM2

    TIM3:

    MOV A,R1

    MOVC A,@A+DPTR

    MOV P1,A

    INC R1

    MOV A,R1

    MOV R2,A

    MOV A,R6

    DEC A

    MOV R6,A

    JZ TIM6

    MOV A,#0

    LCALL DELAY

    LJMP TIM2

    DELAY:

    MOV R5,#02

    LAP1:

    MOV R4,#0FFH

    LAP2:

    MOV R3,#0FFH

    LAP3:

    NOP

    DJNZ R3,LAP3

    DJNZ R4,LAP2

    DJNZ R5,LAP1

    RET

    TIM5:

    MOV R1,#0

    MOV A,R1

    MOVC A,@A+DPTR

    MOV P1,A

    MOV A,34H

    MOVC A,@A+DPTR

    MOV P3,A

    MOV A,34H

    INC A

    MOV R7,A

    MOV 34H,A

    MOV A,#0

    MOV R6,#11

    LJMP TIM

    TIM6:

    MOV R1,#0

    MOV A,R1

    MOVC A,@A+DPTR

    MOV P1,A

    MOV R6,#11

    LJMP TIM2

    TIM9:

    LJMP TIM4

    TIM10:

    LJMP NHAN1

    TIM26:

    MOV A,R0

    CLR C

    SUBB A,#10

    JNZ TIM28

    MOV A,34H

    DEC A

    MOV 34H,A

    MOV R0,#9

    TIM28:

    LJMP TIM27

    MALED: DB 0C0H,0F9H,0A4H,0B0H,99H,92H,82H,0F8H,80H,90H

    END


    T?i xu?ng tài li?u h?c t?p PDF mi?n phí

    [sociallocker id=”19555″] T?i Xu?ng T?i Ðây [/sociallocker]
  • Bài tập lớn Xây dựng hệ thống mạng phòng A8-301,302. Cho địa chỉ IP 177.259.111.92 chia thành 5 subnet để cấp phát cho hệ thống mạng. Tạo tài khoản người dùng, nhóm người dùng trong hệ thống

    Bài tập lớn Xây dựng hệ thống mạng phòng A8-301,302. Cho địa chỉ IP 177.259.111.92 chia thành 5 subnet để cấp phát cho hệ thống mạng. Tạo tài khoản người dùng, nhóm người dùng trong hệ thống

    Bài tập lớn Xây dựng hệ thống mạng phòng A8-301,302. Cho địa chỉ IP 177.259.111.92 chia thành 5 subnet để cấp phát cho hệ thống mạng. Tạo tài khoản người dùng, nhóm người dùng trong hệ thống

    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 HảiĐề 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 môn CAD – CAM – CNC


    [toc]

    Tải ngay đề cương bản PDF tại đây: Bài tập lớn Xây dựng hệ thống mạng phòng A8-301,302. Cho địa chỉ IP 177.259.111.92 chia thành 5 subnet để cấp phát cho hệ thống mạng. Tạo tài khoản người dùng, nhóm người dùng trong hệ thống

    LỜI NÓI ĐẦU

    Hiện này mạng máy tính có kết nối internet trở nên rất quan trọng, phổ biến và ngày càng được tối ưu hóa. Mỗi người chúng ta khi làm việc với máy tính đều muốn nhận thông tin từ mạng toàn cầu internet, duyệt web tra cứu tìm kiếm thông tin, gửi thư, trao đổi với bạn bè và đồng nghiệp và rất nhiều nhu cầu khác qua mạng.

    Đối với trường học nói riêng và cơ quan doanh nghiệp nói chung việc chia sẽ thông tin, cùng nhau cập nhật và khai thác sử dụng nhiều cơ sở dữ liệu-các tài liệu của cơ quan trường học như:bài giảng, học tập, …

    Để đáp ứng các nhu cầu trên trước hết chúng ta cần có một mạng máy tính để kết nối các máy tính nội bộ với nhau và kết nối mạng internet.

    Vậy làm thế nào để có một mạng máy tính đảm bảo hiệu quả, tính khoa học, dễ sử dụng và sửa chữa, đó là một ưu cầu lớn của người thiết kế mạng.

    Nhằm cũng cố kiến thức đã được học chúng em đã được làm bài thực tế qua việc thiết kế phòng học 301,302-A9.

    Bài tập lớn gồm có:

    Phần I:Đặt Vấn Đề

    Phần II:Xây Dựng Hệ Thống Mạng

    Phần III:Quản Lý Tài Khoản Người Dùng

    Phần IV:Kết Luận

     

    PHẦN I:  ĐẶT VẤN ĐỀ

    Việc thiết lập, lắp đặt mạng máy tính là một công đoạn hết sức khó khăn, để có thể thiết kế nên một hệ thống mạng hoàn chỉnh đồng thời có khoa học, đỏi hỏi người thiết kế phải có tư duy cũng như kiến thức về nó. Lắp đặt hệ thống mạng làm sao để dễ quản lý, dễ nâng cấp và hạn chế sự cố mức thấp nhất, đồng thời đảm bảo tính bảo mật cao, đó là cả một vấn đề đòi hỏi người thiết kế phải hết sức chú ý.

    PHẦN II:  XÂY DỰNG HỆ THỐNG MẠNG

    1.Khảo Sát Thiết Kế

    Sau khi khảo sát và đo đạc chúng em đã phác thảo sơ đồ tổng quan Phòng 301,302 tầng 3-A8 như sau:

    6,9m                                                                          6,9m

                           Phòng 302
    BGV
                            Phòng 301
    BGV

    10,8m                                                                           10,8m

    2.Dự Kiến Số Lượng Máy

    Trước khi thực hiện hệ thống mạng, chia địa chỉ ta phải biết được số lượng máy tính và số thiết bị cần dùng cho cả hệ thống mạng cũng như lượng dây mạng cần dùng cho cả 2 phòng.

    Phòng 301 dài 10,8m rộng 6,9m dự tính mỗi máy tính chiếm khoảng chiều dài 60cm và chiều rộng 50cm. Lắp đặt theo kiểu chia làm 2 dãy, dãy 1 đặt ở gần giữa bên trái thành từng cặp đối diện với nhau chia thành 2 hàng sẽ có 7 cặp như vậy là có 14 máy, dãy 2 đặt ở sát tường bên phải dãy đơn và có 7 máy. Phòng có 1 máy chủ đặt ở trên mục  giảng  bên phải.

    Phòng 302 dài 10,8m rộng 6,9m dự tính mỗi máy tính chiếm khoảng chiều dài 60cm và chiều rộng 50cm. Lắp đặt theo kiểu chia làm 2 dãy, dãy 1 đặt ở gần giữa bên trái thành từng cặp đối diện với nhau chia thành 2 hàng sẽ có 7 cặp như vậy là có 14 máy, dãy 2 đặt ở sát tường bên phải dãy đơn và có 7 máy.Phòng có 1 máy chủ đặt ở trên mục giảng  bên phải.

    Cấu Hình Máy: Vì mục đích sử dụng là một phòng game nên ta cần cấu hình máy cao, máy chủ cũng vậy.

                Như vậy cấu hình máy trạm nhóm em sẽ chọn là: Intel Core i3 3470 3.20Ghz

    Linh Kiện Thông Số Kỹ Thuật
    Bộ vi xử lý Intel Core i3 3470 3.20Ghz
    Chipset Chipset Intel H61 Sk1155
    Bộ nhớ trong Ram 4Gb
    Ỗ đĩa cứng Seagate Barracuda 500GB – 7200rpm 8MB
    Ỗ đĩa quang Không có
    VGA Card Geforce GT720 – 2Gb DDR3 128bit
    Nguồn 400w Game Max,Huntkey,Antec,Acbel,Jetek….
    Vỏ Orient, Jaguar, Omega,Golden…
    Hệ điều hành Win 7 pro
    Kết nối mạng 10/100/1000
    Phím chuột motospeed s50
    Màn hình SAMSUNG LS20D300HYMXV 19.5INCH

    Cấu hình máy chủ là: Intel G2030 3.0Ghz Sk1155

    Linh Kiện Thông Số Kỹ Thuật
    Bộ vi xử lý Intel G2030 3.0Ghz Sk1155
    Chipset Intel MSI/Gigabyte/Asus – B75 Sk1155
    Bộ nhớ trong Ram ECC 8Gb Buss1333/1600Mhz
    Ỗ đĩa cứng WD Black 500Gb; SSD 60Gb + 120Gb Intel,Kingston,Corsair
    Ỗ đĩa quang DVD RW SATA
    VGA Card Intel HD onboard
    Nguồn Cooler Master/FSP Saga/Antec/Golden Field  400W
    Vỏ Cooler Master/Vitra Ares G1 gaming/Golden Field
    Hệ điều hành Microsoft Windows Server 2008 R2/Microsoft Windows Server 2008, Red Hat Linux, SUSE Linux
    Kết nối mạng Card Ethernet TP-Link PCI Gigabits
    Phím chuột motospeed s50
    Màn hình SAMSUNG LS20D300HYMXV 19.5INCH

    Tổng kết lại 2 phòng sẽ lắp đặt 42 máy trạm và 2 máy chủ.

    3.Dự Thảo Mô Hình Mạng, Thết Kế Hệ Thống Mạng

    Hình 2: Sơ đồ lắp đặt Phòng 301
    1m
    Chú thích :

    Switch

    Dây mạng :

    Nẹp mạng:

    1m
    Chú thích:

    Router              Dây mạng:

    Switch           Nẹp mạng:

    Hình 3: Sơ đồ lắp đặt Phòng 302

    4.Các Thiết Bị Mạng Cần Dùng

    a.Số lượng switch và router

                Để tiện lắp đặt và sửa chữa thay thế dây mạng cũng như chi phí 2 phòng ta sẽ đặt 2 switch bao gồm 1 switch 24 cổng ở phòng 301, 1 switch 24 cổng ở phòng 302. Còn về Router thì đặt 1 cái ở Phòng 302.

    b.Số lượng dây và nẹp mạng

                Đối với dây mạng và nẹp dây mạng, ta sẽ cho đi men theo bên ngoài tường, cách làm như vậy để đảm bảo thẩm mỹ cho các phòng, với kiểu đi như vậy ta phải dùng khoan để đục các lỗ trên tường.

    Bây giờ ta tính số lượng dây mạng cho phòng 301:

    • Dãy đầu tiên có các cặp máy đối diện nhau: Cặp máy tính gần switch nhất cách 3 mét và một khoảng không gian 1 mét. Mà mỗi máy sẽ nối với 1 cổng của switch. Như vậy số dây mạng của dãy là:

    Dãy 1: 4+6+8+10+12+14+16=70(mét)

    • Dãy thứ 2 chỉ có các máy đơn: Máy tính ở dãy gần switch nhất cách 6,5 mét và một khoảng không gian 1 mét. Mà mỗi máy sẽ nối với 1 cổng của switch. Như vậy số dây mạng của dãy là:

    Dãy 2: 7,5+8,5+9,5+10,5+11,5+12,5+13,5+17(nối tới máy chủ)

    =95,5(mét)

    Như vậy tổng số lượng dây mạng cần dùng cho phòng 303 là: 70+95,5=165,5(mét)

    Số lượng dây mạng trong phòng 302:

    • Dãy đầu tiên là các máy đối diện nhau: Cặp máy tính gần switch nhất cách 1 mét và một khoảng không gian 1 mét. Mà mỗi máy sẽ nối với 1 cổng của switch. Như vậy số dây mạng của dãy là:

    Dãy 1: 2+4+6+8+10+12+14=56(mét)

    • Dãy thứ 2 là các máy đơn: Máy tính ở dãy gần switch nhất cách 4 mét và một khoảng không gian 1 mét. Mã mỗi máy sẽ nối với cổng của switch. Như vậy số dây mạng của dãy là:

    Dãy 2: 5+6+7+8+9+10+11+14,5(nối tới máy chủ)=70,5(mét)

    Như vậy tổng số lượng dây mạng cần dùng cho phòng 305 là: 56+70,5+7(2 phòng cách nhau7 mét )=133,5(mét)

    ð Tổng số lượng dây mạng cho 2 phòng 303 và 305 là: 133,5+165,5=299(mét).

    Bây giờ ta tính số nẹp mạng đi cho 2 phòng:

    • Phòng 301: 7+8+8+2.5=25,5(mét)
    • Phòng 302: 7+8+8+2.5+7=32,5(mét)

    ð Tổng số lượng nẹp cho 2 phòng 301 và 302 là: 25,5+32,5=58(mét)

    5. Chia địa chỉ mạng

    Ta có:

    IP Adress: 177.254.111.92 địa chỉ thuộc lớp B

    Subnetmark mặc định: 255.255.0.0

    Chia thành 5 subnet để cấp phát cho địa chỉ mạng,

    Cho nên ta mượn 3 bit ở phần Host.

    – Số subnet: 23=8

    – Số subnet dùng được: 23-2=8-2=6

    – Mỗi subnet có thể đánh được 213-2= 8190 địa chỉ

     

    Ta có bảng:

    Thứ tự Subnet Subnet Địa chỉ IP có thể đánh cho host trên mỗi Subnet
    Subnet 0 177.254.0.0 177.254.0.1                                 177.254.15.254
    Subnet 1 177.254.32.0 177.254.16.1                               177.254.63.254
    Subnet 2 177.254.64.0 177.254.64.1                               177.254.95.254
    Subnet 3 177.254.96.0 177.254.96.1                             177.254.127.254
    Subnet 4 177.254.128.0 177.254.128.1                           177.254.139.254

    6.Chí Phí, GiáThành

           Bây giờ ta sẽ tính toán chi phí cho các thiết bị cũng như dây mạng và nẹp mạng cần sử dụng cho cả hệ thống.

    +Số thiết bị cần dùng:

    • Máy trạm: 42 máy.
    • Máy chủ: 2 máy.
    • Router: 1 cái.
    • Morden: 1 cái.
    • Switch 24 cổng: 2 cái.

    +Lượng dây mạng và nẹp mạng cần dùng:

    • Dây mạng: 299 mét.
    • Nẹp Mạng: 58 mét.

    Ngoài ra ta còn phải dùng đầu bấm mạng để có thể kết nối được giữa dây mạng với các thiết bị .Ta sẽ dùng đầu mạng RJ45, loại này bán theo hộp, số lượng 100 cái/hộp. Giá của một hộp đầu mạng RJ45 hiện nay là 70000đ/1 hộp. T có 44 máy tính suy ra cần: 44×2=88 đầu mạng, giữa các thiết bị kết nối khác cần dùng khoảng 30 đầu mạng.Như vậy ta cần sử dụng tổng số đầu mạng là: 88+30 = 118 (đầu mạng).

    Bảng thống kê chi phí cho các thiết bị kết nối cần sử dụng cho hệ thống

     

    Số lượng bàn ghế dùng cho 2 phòng:44 bộ bàn ghế thường giá 400.000vnđ/bộ, bộ bàn ghế đặt máy chủ:1.000.000vnđ/bộ.Tổng chi phí là:18.800.000vnđ.

    7.Thời Gian Thực Hiện

    Dự kiến dự án sẽ thực hiện trong vòng 7 ngày với khoảng 10 công nhân lắp đặt.

    Một ngày đầu tiên là vận chuyển thiết bị lên phòng.

    Ba ngày tiếp theo 10 công nhân chia đều ra hai phòng để khoan cắt nắp dây mạng và nẹp mạng.

    Hai ngày tiếp theo thì lắp đặt thiết bị mạng và máy tính.

    Một ngày tiếp theo sẽ bấm đầu dây mạng, chạy thử các máy và kiểm tra tổng thể đạt yêu cầu

    Chi phí 1 ngày công là 150.000 vnđ.

    Như vậy chi phí trả nhân công sẽ là: 7×10×150.000=10.500.000 vnđ

    8.Tổng Chi Phí

    Dự án thực hiện sẽ mất: 10.500.000+18.800.000+568.569.500=597.869.500 vnđ

    PHẦN III:Quản Lý Tài Khoản Người Dùng

     

    1.Địa Chỉ IP, Mạng Con Của Các Phòng

    -Mạng con thứ nhất: Dùng subnet 0 để cấp phát địa chỉ IP cho 7 máy trạm phòng 301 từ PC01 đến PC07 và máy chủ tại phòng này.

    -Mạng con thứ hai: Dùng subnet 1 để cấp phát địa chỉ IP cho 7 máy trạm phòng 301 từ PC08 đến PC14.

    -Mạng con thứ ba: Dùng subnet 2 để cấp phát địa chỉ IP cho 7 máy trạm phòng 301 từ PC15 đến PC21.

    -Mạng con thứ tư :    Dùng subnet 3 để cấp phát địa chỉ IP cho 10 máy trạm phòng 302 từ PC01 đến PC10 và máy chủ tại phòng này.

    -Mạng con thứ năm: Dùng subnet 4 để cấp phát địa chỉ IP cho 11 máy trạm phòng 302 từ PC11 đến PC21 và máy chủ tại phòng này.

    2.Thiết Lập Tài Khoản Người Dùng.

     

    Hình 4: Tạo tài khoản người dùng trong Subnet 0

     

    Hình 5: Tạo tài khoản người dùng trong Subnet 1
    Hình 6: Tạo tài khoản người dùng trong Subnet 2
    Hình 7: Tạo tài khoản người dùng trong Subnet 3

     

    Hình 8: Tạo tài khoản người dùng trong Subnet 4

    PHẦN IV: Kết Luận

    Hệ thống mạng chạy tốt hay không, duy trì được lâu hay không, thường xuyên gặp trục trặc hay là ít, điều đó phần lớn đều bắt nguồn từ việc thiết kế hệ thống mạng có khoa học hay không. Việc lắp đặt thiết bị cũng đòi hỏi sự khoa học, hệ thống mạng có thể đều chạy nhờ các thiết bị kết nối (Mordem, Switch…) và như thế việc đặt các thiết bị ở chỗ nào cho hợp lý có thể phân tán tín hiệu mạng đều cho các thiết bị sử dụng. đó là yêu cầu không nhỏ. Ngoài ra việc lắp đặt hệ thống dây cáp, đường đi dây cáp cũng là một yêu cầu đặt ra cho người thiết kế, lắp đặt cách đi dây mạng, nẹp mạng phải gọn gàng không bị vướng víu khi di chuyển, đi lại, dễ thay thế, sửa chữa khi sự cố xảy ra .

    Với kiến thức hiệncó của mình, em đã hoàn thành bài tập này em đã cố gắng thực hiện như các yêu cầu ở trên khi tiến hành thiết kế mô hình mạng. Tuy nhiên, trong quá trình làm sẽ không tránh khỏi những thiết sót, hoặc cũng sẽ có những chỗ còn vướng mắc, chính vì vậy nhóm em mong được sự góp ý giúp đỡ của thầy giáo và các bạn, để bài tập lớn của nhóm em được hoàn thiện hơn!

    Xin chân thành cảm ơn!