Luận văn Thạc sĩ Kỹ thuật cơ khí: Thiết kế, chế tạo nhà lưới bán tự động có diện tích 32m2 để ươm cây giống lâm nghiệp tại Thừa Thiên Huế

Chia sẻ: Xedapbietbay Xedapbietbay | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:120

Thêm vào BST

Báo xấu

35
lượt xem 5
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Mục đích của đề tài là đánh giá tình hình ươm cây lâm nghiệp tại Trung tâm thực hành Lâm nghiệp Hương Vân, Viện nghiên cứu phát triển của trường Đại học Nông lâm – Đại học Huế. Tính toán, thiết kế và chế tạo nhà lưới có khả năng tháo lắp được với kích thước 32 m2. Tính toán, thiết kế và chế tạo hệ thống điều khiển tự động tưới phun sương.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Luận văn Thạc sĩ Kỹ thuật cơ khí: Thiết kế, chế tạo nhà lưới bán tự động có diện tích 32m2 để ươm cây giống lâm nghiệp tại Thừa Thiên Huế

i LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi và được sự hướng dẫn khoa học của TS. Khương Anh Sơn. Các nội dung nghiên cứu, kết quả trong đề tài này là trung thực và chưa công bố dưới bất kỳ hình thức nào trước đây. Những số liệu trong các bảng biểu phục vụ cho việc phân tích, nhận xét, đánh giá được chính tác giả thu thập từ các nguồn khác nhau có ghi rõ trong phần tài liệu tham khảo. Thừa Thiên Huế, ngày tháng năm 2018 Tác giả Luận văn Đinh Quốc Dương PDF Watermark Remover DEMO : Purchase from www.PDFWatermarkRemover.com to remove the waterma
ii LỜI CẢM ƠN Trước hết tôi xin chân thành gửi lời cảm ơn đến Ban giám hiệu trường Đại học Nông Lâm - Đại học Huế,quý thầy cô giáo phòng Đào tạo đại học và quý thầy cô giáo khoa Cơ khí - Công nghệ đã giảng dạy, tạo điều kiện giúp đỡ tôi trong quá trình học tập và nghiên cứu để tôi hoàn thành luận văn tốt nghiệp. Đặc biệt, tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến TS.Khương Anh Sơn đã dành nhiều thời gian tâm huyết, trực tiếp hướng dẫn tận tình và tạo mọi điều kiện thuận lợi cho tôi trong quá trình thực hiện nghiên cứu đề tài và hoàn chỉnh luận văn Thạc sĩ chuyên ngành Kỹ thuật Cơ khí và Cơ kỹ thuật. Tôi xin chân thành cám ơn gia đình nội, ngoại, vợ và các con đã luôn quan tâm, khích lệ và là chỗ dựa tinh thần vững chắc cho tôi trong suốt thời gian qua. Cuối cùng, tôi xin chân thành cảm ơnbạn bè, đồng nghiệp và các bạn sinh viên lớp Kỹ thuật cơ điện tử K48, Khoa Cơ khí – Công nghệđã luôn đồng hành, động viên, khích lệ, sẻ chia và giúp đỡ tôi trong suốt quá trình học tập, nghiên cứu và hoàn thành Luận văn. Thừa Thiên Huế, ngày tháng năm 2018 Tác giả Luận văn Đinh Quốc Dương PDF Watermark Remover DEMO : Purchase from www.PDFWatermarkRemover.com to remove the waterma
iii TÓM TẮT Hiện nay, nước ta đang trên đà phát triển, xu hướng phát triển nông lâm nghiệp công nghệ cao đang được Đảng và Nhà nước đặc biệt quan tâm.Bởi vì, nhà lưới, nhà kính là một hệ thống thiết bị quan trọng làm tăng năng suất, giảm nhân công, sản xuất quy mô lớn và chủ động trong mọi thời tiết. Tuy nhiên, nhà kính, nhà lưới nhập khẩu từ nước ngoài có giá thành còn cao, vận hành, bảo trì, thay thế khó khăn. Do đó, làm giá thành sản phẩm nông lâm nghiệp tăng lên. Ở nước ta, đã có một số nghiên cứu, ứng dụng mô hình nhà lưới ươm giống cây lâm nghiệp. Tuy nhiên, vẫn còn gặp phải một số hạn chế nhất định như: giá thành còn cao, chưa có mô đun lắp ghép hoặc lắp ghép chưa hoàn thiện, hệ thống làm việc chưa ổn định, quá trình bảo dưỡng, thay thế còn gặp nhiều khó khăn do chưa được đào tạo đầy đủ về chuyên môn. Ở Thừa Thiên Huế đã có một số nhà lưới, vườn ươm giống cây lâm nghiệp, nhưng đang còn ở mức đơn giản, nên chưa đáp ứng hết được các yêu cầu tốt nhất cho việc chăm sóc cây con khi gặp thời tiết không thuận lợi.Đồng thời, việc xây dựng nhà lưới ươm giống cây lâm nghiệp còn phục vụ cho việc học tập, thực hành và nghiên cứu của sinh viên và cán bộ giáo viên của nhà trường. Đồng thời, theo nghị quyết của Đảng ủy trường Đại học Nông Lâm Huế số 200- NQ/ĐU ngày 14/5/2018 về việc tổ chức lại sản xuất, nâng cao hiệu quả phục vụ đào tạo và nghiên cứu của Viện nghiên cứu phát triển. Khuyến khích giáo viên và sinh viên tham gia nghiên cứu khoa học bằng các chương trình cụ thể tại Viện. Hiện nay, tại Trung tâm thực hành lâm nghiệp Hương Vân, phường Hương Vân, thị xã Hương Trà, tỉnh Thừa Thiên Huế là bộ phận trực thuộc Viện nghiên cứu phát triển đang rất cần có hệ thống nhà lưới để ươm giống cây lâm nghiệp nhằm phục vụ cho việc học tập, thực hành và nghiên cứu của sinh viên và cán bộ giáo viên của nhà trường. Từ những vấn đề cần thiết nêu trên, nên tôi đã lựa chọn đề tài“Thiết kế, chế tạo nhà lưới bán tự động có diện tích 32m2 để ươm cây giống lâm nghiệp tại Thừa Thiên Huế” để tiến hành nghiên cứu cho luận văn thạc sĩ của mình. Mục đích nghiên cứu của luận văn, đối tượng, phạm vi nghiên cứu Mục đích nghiên cứu - Đánh giá tình hình ươm cây lâm nghiệp tại Trung tâm thực hành Lâm nghiệp Hương Vân, Viện nghiên cứu phát triển của trường Đại học Nông lâm – Đại học Huế. - Tính toán, thiết kế và chế tạo nhà lưới có khả năng tháo lắp được với kích thước 32 m2. - Tính toán, thiết kế và chế tạo hệ thống điều khiển tự động tưới phun sương. PDF Watermark Remover DEMO : Purchase from www.PDFWatermarkRemover.com to remove the waterma
iv Đối tượng nghiên cứu - Các yếu tố ảnh hưởng đến cây Keo lai được nhân giống theo hình thức giâm hom. - Kết cấu, vật liệu, cấu trúc của nhà lưới. - Nhà lưới bán tự động với quy mô diện tích 32 m2. Phạm vi nghiên cứu - Nghiên cứu, thiết kế, chế tạo nhà lưới bán tự động diện tích 32 m2. - Địa điểm nghiên cứu: Trung tâm Thực hành Lâm nghiệp Hương Vân,Viện nghiên cứu phát triển của Trường Đại học Nông lâm – Đại học Huế, phường Hương Vân, thị xã Hương Trà, tỉnh Thừa Thiên Huế. Phương pháp nghiên cứu - Phương pháp nghiên cứu, phân tích tài liệu - Phương pháp tính toán lý thuyết - Phương pháp chuyên gia - Phương pháp nghiên cứu thực nghiệm Nội dung nghiên cứu và kết quả - Đánh giá sơ bộ thực trạng ươm cây giống tại Trung tâm Thực hành Lâm nghiệp Hương Vân, Viện nghiên cứu phát triển, trường Đại học Nông lâm – Đại học Huế. - Tính toán, thiết kế và chế tạo nhà lưới. - Thiết kế hệ thống điều khiển tự động tưới phun sương trong nhà lưới. - Tính toán, đánh giá sơ bộ giá thành của nhà lưới. - Kiểm tra hoạt động của nhà lưới. PDF Watermark Remover DEMO : Purchase from www.PDFWatermarkRemover.com to remove the waterma
v MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN ......................................................................................................... i LỜI CẢM ƠN .............................................................................................................ii TÓM TẮT ................................................................................................................. iii MỤC LỤC ................................................................................................................... v DANH MỤC KÝ HIỆU CÁC TỪ VIẾT TẮT ..........................................................viii DANH MỤC CÁC BẢNG ......................................................................................... ix DANH MỤC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ................................................................................ x MỞ ĐẦU ..................................................................................................................... 1 1. Tính cấp thiết của đề tài ........................................................................................... 1 2. Mục tiêu của đề tài................................................................................................... 1 2.1. Mục tiêu chung ..................................................................................................... 1 2.2. Mục tiêu cụ thể ..................................................................................................... 2 3. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn .................................................................................. 2 3.1.Ý nghĩa khoa học ................................................................................................... 2 3.2.Ý nghĩa thực tiễn.................................................................................................... 2 CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN CÁC VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU ...................................... 3 1.1. TÌNH HÌNH ỨNG DỤNG NHÀ LƯỚI Ở VIỆT NAM VÀ THẾ GIỚI ................ 3 1.1.1. Tình hình ứng dụng nhà lưới trên thế giới .......................................................... 3 1.1.2. Tình hình nghiên cứu, ứng dụng nhà lưới, nhà màngở Việt Nam........................ 4 1.2. PHÂN TÍCH MỘT SỐ CẤU TRÚC NHÀ LƯỚI, NHÀ MÀNG ........................ 11 1.3. HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN NHÀ LƯỚI ............................................................. 14 1.3.1. Một số hệ thống điều khiển hệ thống tưới ........................................................ 14 1.3.2. Hệ thống điều khiển quá trình phục vụ công nghệ ............................................ 15 1.4. NHẬN XÉT CHUNG VÀ ĐỀ XUẤT HƯỚNG NGHIÊN CỨU CỦA ĐỀ TÀI .. 16 CHƯƠNG 2. ĐỐI TƯỢNG, PHẠM VI, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU .......................................................................................................................... 18 2.1. ĐỐI TƯỢNG VA PHẠM VI NGHIEN CỨU .................................................... 18 PDF Watermark Remover DEMO : Purchase from www.PDFWatermarkRemover.com to remove the waterma
vi 2.1.1. Đối tượng nghiên cứu....................................................................................... 18 2.1.2. Phạm vi nghiên cứu .......................................................................................... 18 2.2. NỘI DUNG NGHIÊN CỨU ............................................................................... 18 2.3. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ....................................................................... 18 2.3.1. Phương pháp nghiên cứu, phân tích tài liệu ...................................................... 18 2.3.2. Phương pháp tính toán lý thuyết ....................................................................... 19 2.3.3. Phương pháp chuyên gia .................................................................................. 19 2.3.4. Phương pháp nghiên cứu thực nghiệm ............................................................. 19 CHƯƠNG3. CƠ SỞ LÝ THUYẾT TÍNH TOÁN HỆ THỐNG NHÀ LƯỚI ............. 20 3.1. ĐẶC ĐIỂM SINH LÝ CỦA CÂY KEO LAI ...................................................... 20 3.1.1. Đặc điểm cây Keo lai ....................................................................................... 20 3.1.2. Ảnh hưởng của nhiệt độ ................................................................................... 21 3.1.3. Ảnh hưởng của ánh sáng .................................................................................. 22 3.1.4. Ảnh hưởng của nước ........................................................................................ 22 3.2. CƠ SỞ THIẾT KẾ NHÀ LƯỚI .......................................................................... 23 3.2.1. Yêu cầu về thiết kế........................................................................................... 23 3.2.2. Yêu cầu về kết cấu ........................................................................................... 23 3.2.3. Yêu cầu về vật liệu ........................................................................................... 23 3.2.4 .Yêu cầu về thiết bị ........................................................................................... 24 3.3. TÍNH TOÁN HỆ THỐNG TƯỚI CHO NHÀ LƯỚI........................................... 25 3.3.1. Nguyên tắc, yêu cầu và phân loại của hệ thống tưới ......................................... 25 3.3.2. Lựa chọn phương pháp tưới cho nhà lưới ......................................................... 26 3.3.3. Tính toán chế độ tưới cho nhà lưới ................................................................... 28 CHƯƠNG 4. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN ..................................... 42 4.1. ĐẶC ĐIỂM ĐỊA BÀN NGHIÊN CỨU .............................................................. 42 4.1.1. Vị trí địa lý địa lý tỉnh Thừa Thiên Huế............................................................ 42 4.1.2. Đặc điểm khí hậu tỉnh Thừa Thiên Huế............................................................ 42 4.2. ĐÁNH GIÁ THỰC TRẠNG VƯỜN ƯƠM CÂY LÂM NGHIỆP CỦA TRUNG TÂM THỰC HÀNH LÂM NGHIỆP HƯƠNG VÂN THUỘC VNCPT ..................... 44 PDF Watermark Remover DEMO : Purchase from www.PDFWatermarkRemover.com to remove the waterma
vii 4.2.1. Giới thiệu về Trung tâm Thực hành Lâm nghiệp Hương Vân ........................... 44 4.2.2. Thực trạng vườn ươm cây lâm nghiệp của Trung tâm Thực hành Lâm nghiệp Hương Vân ................................................................................................................ 44 4.3. THIẾT KẾ NHÀ LƯỚI ...................................................................................... 46 4.3.1. Thiết kế khung nhà lưới ................................................................................... 46 4.3.2. Thiết kế hệ thống màng và lưới che.................................................................. 59 4.4. ỨNG DỤNG PHẦN MỀM VÀO THIẾT KẾ, MÔ PHỎNG LẮP GHÉP VÀ PHÂN TÍCH LỰC CHO KHUNG NHÀ LƯỚI ......................................................... 62 4.4.1. Dùng phần mềm Solidworks để thiết kế và mô phỏng lắp ghép khung nhà lưới ...... 62 4.4.2. Ứng dụng phần mềm Sap2000 v14 để phân tích lực cho kết cấu ...................... 64 4.5. TÍNH TOÁN, THIẾT KẾ HỆ THỐNG TƯỚI .................................................... 71 4.5.1. Lựa chọn vòi phun .......................................................................................... 72 4.5.2. Tính toán đường ống dẫn và bơm nước ............................................................ 73 4.6 . HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN................................................................................ 80 4.6.1. Lựa chọn hệ thống điều khiển cho hệ thống tưới .............................................. 80 4.6.2. Sơ đồ mạch điều khiển bơm nước .................................................................... 83 4.6.3. Lưu đồ thuật toán và nguyên lý làm việc của hệ thống tưới phun sương ........... 83 4.7. CHẾ TẠO NHÀ LƯỚI ....................................................................................... 85 4.8. KIỂM TRA SỰ LÀM VIỆC CỦA HỆ THỐNG ................................................. 86 4.8.1. Dụng cụ đo....................................................................................................... 86 4.8.2. Kiểm tra sự làm việc của hệ thống nhà lưới...................................................... 87 4.9. TÍNH TOÁN SƠ BỘ GIÁ THÀNH CỦA NHÀ LƯỚI ....................................... 90 4.10. NHẬN XÉT VÀ THẢO LUẬN ........................................................................ 92 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ .................................................................................... 93 KẾT LUẬN ............................................................................................................... 93 KIẾN NGHỊ .............................................................................................................. 93 PHỤ LỤC .................................................................................................................. 96 PDF Watermark Remover DEMO : Purchase from www.PDFWatermarkRemover.com to remove the waterma
viii DANH MỤC KÝ HIỆU CÁC TỪ VIẾT TẮT ĐHNL - Đại học Nông Lâm EC - Electro-conductivity MH - Mô hình MTGH - Môi trường giâm hom NGH - Nhà giâm hom PC - Polycarbonate PE - Polyethylene pH - Chỉ số đo độ hoạt độngcủa các ion hiđrô (H+) trong dung dịch PVC - Polyvinylclorua TP - Thành phố VNCPT - Viện nghiên cứu phát triển PDF Watermark Remover DEMO : Purchase from www.PDFWatermarkRemover.com to remove the waterma
ix DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 3.1. Quan hệ giữa độ dốc và mức tưới............................................................... 26 Bảng 3.2. Thông số kỹ thuật chính của các loại vòi phun mưa thường được sử dụng để tưới cho cây trồng cạn ................................................................................................ 30 Bảng 3.3. Trị số H/d thích hợp đối với các loại cây trồng........................................... 30 Bảng 3.4. Đặc tính kỹ thuật của 4 loại vòi phun đang được dùng phổ biến trong sản xuất............................................................................................................................ 32 Bảng 3.5. Mức độ giảm tốc độ thấm theo độ dốc bề mặt khu tưới .............................. 33 Bảng 3.6. Mối quan hệ giữa lưu lương, kích thước và tổn thất áp suất trên đường ống ................................................................................................................... 37 Bảng 3.7. Quan hệ giữa vật liệu làm đường ống với các giá trị f, m và b .................... 39 Bảng 4.1. Một số thông số về vật liệu xây dựng 1 khối nhà lưới ................................ 47 Bảng 4.2. Quan hệ giữa vật liệu làm đường ống với các giá trị f, m và b .................... 76 Bảng 4.3.Giá trị hệ số tổn thất ξ1-3 đối với chạc 3 phân nhánh .................................... 77 Bảng 4.4. Kết quả thiết kế và lựa chọn cho hệ thống tưới........................................... 78 Bảng 4.5. Các loại khí cụ điện được lựa chọn ............................................................ 80 Bảng 4.6.Thông số kỹ thuật của timer TF 62N ........................................................... 82 Bảng 4.7. Nhiệt độ và độ ẩm của môi trường trong nhà lưới giâm hom và ngoài nhà lưới ............................................................................................................................ 88 Bảng 4.8. Tính sơ bộgiá thành nhà lưới...................................................................... 90 PDF Watermark Remover DEMO : Purchase from www.PDFWatermarkRemover.com to remove the waterma
x DANH MỤC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ Hình 1.1. Hệ thống tưới phun sương được điều khiển bằng máy tính trong nhà kính ở Israel ............................................................................................................................ 3 Hình 1.2. Mô hình nhà lưới tại Nhật Bản ..................................................................... 4 Hình 1.3. NGH giâm hom Keo lai, Bách xanh, Chiêu liêu ........................................... 5 Hình 1.4. Vườn giâm hom cây lâm nghiệp quy mô thôn bản xây dựng tại huyện K’bang, tỉnh Gia Lai .................................................................................................... 6 Hình 1.5. Mô hình Keo lai giâm hom tại xã Phong Hóa, huyện Hướng Hóa................ 6 Hình 1.6. Vườn ươm sử dụng cọc gỗ và 1 lớp lưới đen che nắng ................................. 7 Hình 1.7. Vườn giâm hom quy mô nhỏ cho các hộ gia đình tại tỉnh Kontum ............... 7 Hình 1.8. Nhà lưới ươm cây Keo loại hở tại tỉnh Nghệ An ........................................... 8 Hình 1.9. Nhà giâm hom có khung mái che tại tỉnh Gia Lai ......................................... 8 Hình 1.10. Vườn ươm cây Keo lai tại Trung tâm thực hành Lâm nghiệp Hương Vân, trường ĐHNL Huế ....................................................................................................... 8 Hình 1.11. Vườn ươm tại khoa Nông học, trường ĐHNL Huế ..................................... 9 Hình 1.12. Nhà màng trồng thuỷ canh tại Trung tâm Nghiên cứu cây trồng Tứ Hạ - TP. Huế ....................................................................................................................... 9 Hình 1.13. Nhà lưới trồng câyVanilla tại Trung tâm thực hành Lâm nghiệp Hương Vân, trường ĐHNL Huế ............................................................................................ 10 Hình 1.14. Nhà màng trồng dưa lưới ở đường Bùi Thị Xuân, TP. Huế....................... 10 Hình 1.15. Một số dạng cấu trúc nhà lưới, nhà màng .................................................. 12 Hình 1.16. Rơ le thời gian .......................................................................................... 14 Hình 1.17. Ổ cắm hẹn giờ .......................................................................................... 14 Hình 1.18. Van nước điện từ ...................................................................................... 14 Hình 1.19. Cảm biến nhiệt độ ................................................................................... 14 Hình 1.20. Cảm biến độ ẩm ...................................................................................... 14 Hình 1.21. Cảm biến ánh sáng .................................................................................. 14 Hình 1.22. Bộ điện tử điều khiển các hệ thống nhiệt độ, độ ẩm, che sáng trong các vườn ươm công nghệ cao ........................................................................................... 15 Hình 1.23. Hệ thống điều khiển quá trình của Jack Ross,2001 ................................... 15 PDF Watermark Remover DEMO : Purchase from www.PDFWatermarkRemover.com to remove the waterma
xi Hình 3.1. Cây Keo lai ................................................................................................ 20 Hình 3.2. Sơ đồ bố trí vòi phun .................................................................................. 31 Hình 3.3. Sơ đồ bố trí vòi phun, đường kính phun là 1,5m ......................................... 35 Hình 3.4. Sơ đồ mặt cắt ngang trong một luống giâm hom......................................... 36 Hình 4.1. Nhiệt độ trung bình hàng tháng của TP. Huế năm 2013 .............................. 42 Hình 4.2. Nhiệt độ trung bình hàng tháng của TP. Huế năm 2014 .............................. 43 Hình 4.3. Nhiệt độ trung bình hàng tháng của TP. Huế năm 2015 .............................. 43 Hình 4.4. Hình dạng và hướng đặt của nhà lưới ......................................................... 48 Hình 4.5. Thông số kích thước mặt trước của khung thép .......................................... 48 Hình 4.6. Thông số kích thước mặt sau của khung thép ............................................. 49 Hình 4.7. Hình chiếu cạnh của khung nhà lưới........................................................... 49 Hình 4.8. Mặt bằng vị trí cột ..................................................................................... 50 Hình 4.9. Sơ đồ bố trí móng giằng cột ....................................................................... 50 Hình 4.10. Hình cắt một móng đơn của cột ................................................................ 50 Hình 4.11. Hình cắt một móng đơn giằng cột ............................................................. 51 Hình 4.12. Thanh xà dưới mái vòm............................................................................ 51 Hình 4.13. Kích thước thanh xà dưới mái vòm ........................................................... 51 Hình 4.14. Thanh xà cong mái vòm .......................................................................... 52 Hình 4.15. Kích thước thanh xà cong dưới mái vòm .................................................. 52 Hình 4.16. Kích thước thanh xà cong trên mái vòm .................................................. 52 Hình 4.17. Thanh cột giữa và đầu hồi ........................................................................ 53 Hình 4.18. Kích thước cột giữa và đầu hồi ................................................................. 53 Hình 4.19. Kích thước bát trái liên kết cột và khung mái vòm.................................... 54 Hình 4.20. Kích thước bát phải liên kết cột và khung mái vòm .................................. 54 Hình 4.21. Kích thước bát liên kết khung mái vòm .................................................... 54 Hình 4.22. Kích thước thanh trụ giữa mái vòm ......................................................... 54 Hình 4.23. Kích thước thanh trụ ngoài của khung diềm ............................................. 54 Hình 4.24. Kích thước khung diềm ............................................................................ 55 Hình 4.25. Kích thước cửa nhà lưới ........................................................................... 55 PDF Watermark Remover DEMO : Purchase from www.PDFWatermarkRemover.com to remove the waterma
xii Hình 4.26. Cách lắp các thanh mái vòm ..................................................................... 56 Hình 4.27. Cách lắp bát liên kết mái vòm .................................................................. 56 Hình 4.28. Cách lắp chân nhà lưới ............................................................................. 57 Hình 4.29. Cách lắp thanh liên kết nhà lưới .............................................................. 58 Hình 4.30. Cách lắp liên kết mở rộng nhà lưới .......................................................... 59 Hình 4.31. Cách bố trí màng và lưới che .................................................................... 60 Hình 4.32. Giao diện khi bắt đầu quá trình làm việc vớiphần mềm Solidworks.......... 62 Hình 4.33. Môi trường Part trong phần mềm Solidworks để tạo khung nhà lưới ........ 63 Hình 4.34. Môi trường assembly dùng để lắp ghép các chi tiết trong phần mềm Solidworks................................................................................................................. 63 Hình 4.35. Mô phỏng lắp ghép mô hình 3D trên Solidworks...................................... 64 Hình 4.36. Nhập mô hình vào phần mềm Sap2000 .................................................... 64 Hình 4.37. Cửa sổ khai báo vật liệu ........................................................................... 65 Hình 4.38. Cửa sổ lựa chọn hình dạng của chi tiết ..................................................... 65 Hình 4.39. Cửa sổ khai báo tiết diện thép trụ vuông 50x50 dày 1.5 mm ..................... 66 Hình 4.40. Cửa sổ khai báo tiết diện thép hộp 25 x 50, 1.5 mm .................................. 66 Hình 4.41. Gán tiết diện cho đối tượng ...................................................................... 67 Hình 4.42. Cửa sổ lựa chọn liên kết ........................................................................... 67 Hình 4.43. Cửa sổ khai báo các loại tải trọng ............................................................. 68 Hình 4.44. Cửa sổ tổ hợp các loại tải trọng ................................................................ 68 Hình 4.45. Cửa sổ gán tải trọng tập trung cho mô hình .............................................. 69 Hình 4.46. Gán tải trọng cho mô hình ........................................................................ 69 Hình 4.47. Biểu diễn chuyển vị của các thanh trong MH ........................................... 70 Hình 4.48. Biểu diễn lực cắt trong các thanh của MH ................................................ 70 Hình 4.49. Biểu diễn mômen trong các thanh của MH ............................................... 70 Hình 4.50. Bố trí sơ đồ luống trên diện tích 32 m2 ..................................................... 72 Hình 4.51. Phương pháp xác định khoảng cách vòi phun lý thuyết trên nhánh tưới .... 73 Hình 4.52. Sơ đồ bố trí ống và vòi phun..................................................................... 74 Hình 4.53. Đoạn ống T phân nhánh ........................................................................... 76 PDF Watermark Remover DEMO : Purchase from www.PDFWatermarkRemover.com to remove the waterma
xiii Hình 4.54. Rơle thời gian thực TB118KE7 ................................................................ 81 Hình 4.55. Timer TF 62N và đế ................................................................................. 81 Hình 4.56. Khởi động từ và sơ đồ đấu dây ................................................................. 82 Hình 4.57. Module relay12V điều khiển đóng cắt bằng cảm biến nhiệt độ ................. 82 Hình 4.58. Sơ đồ đấu dây của mạch điều khiển hệ thống tưới .................................... 83 Hình 4.59. Lưu đồ thuật toán của hệ thống tưới tự động trong nhà lưới...................... 84 Hình 4.60. Sơ đồ mạch bảo vệ động cơ khi mức nước thấp dưới mức cho phép ......... 85 Hình 4.61. Khoanthanh cong mái vòm ....................................................................... 85 Hình 4.62. Bộ điều khiển hệ thống tưới phung sương ................................................ 86 Hình 4.63. Chế tạo hệ thống phun sương ................................................................... 86 Hình 4.64. Thiết bị đo vi khí hậu EN150.................................................................... 87 Hình 4.65. Đồ thị so sánh nhiệt độ trong và ngoài nhà lưới ........................................ 89 Hình 4.66. Đồ thị so sánh độ ẩm trong và ngoài nhà lưới ........................................... 89 PDF Watermark Remover DEMO : Purchase from www.PDFWatermarkRemover.com to remove the waterma
1 MỞ ĐẦU 1. Tính cấp thiết của đề tài Hiện nay, nước ta đang trên đà phát triển, xu hướng phát triển nông lâm nghiệp công nghệ cao đang được Đảng và Nhà nước đặc biệt quan tâm.Bởi vì, nhà lưới, nhà kính là một hệ thống thiết bị quan trọnglàm tăng năng suất, giảm nhân công, sản xuất quy mô lớn và chủ động trong mọi thời tiết. Tuy nhiên, nhà kính, nhà lưới nhập khẩu từ nước ngoài có giá thành còn cao, vận hành, bảo trì, thay thế khó khăn.Do đó, làm giá thành sản phẩm nông lâm nghiệp tăng lên. Ở nước ta, đã có một số nghiên cứu, ứng dụng mô hình nhà lưới ươm giống cây lâm nghiệp. Tuy nhiên, vẫn còn gặp phải một số hạn chế nhất định như: giá thành còn cao, chưa có mô đun lắp ghép hoặc lắp ghép chưa hoàn thiện, hệ thống làm việc chưa ổn định, quá trình bảo dưỡng, thay thế còn gặp nhiều khó khăn do chưa được đào tạo đầy đủ về chuyên môn. Ở Thừa Thiên Huế đã có một số nhà lưới, vườn ươm giống cây lâm nghiệp, nhưng đang còn ở mức đơn giản, nên chưa đáp ứng hết được các yêu cầu tốt nhất cho việc chăm sóc cây con khi gặp thời tiết không thuận lợi. Đồng thời, theo nghị quyết của Đảng ủy trường Đại học Nông Lâm Huế số 200- NQ/ĐU ngày 14/5/2018 về việc tổ chức lại sản xuất, nâng cao hiệu quả phục vụ đào tạo và nghiên cứu của Viện nghiên cứu phát triển. Khuyến khích giáo viên và sinh viên tham gia nghiên cứu khoa học bằng các chương trình cụ thể tại Viện. Hiện nay, tại Trung tâm thực hành lâm nghiệp Hương Vân, phường Hương Vân, thị xã Hương Trà, tỉnh Thừa Thiên Huế là bộ phận trực thuộc Viện nghiên cứu phát triển đang rất cần có hệ thống nhà lưới để ươm giống cây lâm nghiệp nhằm phục vụ cho việc học tập, thực hành và nghiên cứu cho sinh viên và cán bộ giáo viên của nhà trường. Từ những vấn đề cần thiết nêu trên, nên tôi đã lựa chọn đề tài“Thiết kế, chế tạo nhà lưới bán tự động có diện tích 32m2để ươm cây giống lâm nghiệp tại Thừa Thiên Huế”để tiến hành nghiên cứu cho luận văn thạc sĩ của mình. 2. Mục tiêucủa đề tài 2.1. Mục tiêu chung Thiết kế, chế tạo nhà lưới bán tự động có diện tích 32m 2để ươm giống cây lâm nghiệp với giá thành phù hợp, khả năng làm việc ổn định để phục vụ thực hành, thực tập và nghiên cứu cho sinh viên và cán bộ giáo viên tại Trung tâm thực hành Lâm nghiệp Hương Vân, Viện nghiên cứu phát triển của trường Đại học Nông Lâm– Đại hoc Huế. PDF Watermark Remover DEMO : Purchase from www.PDFWatermarkRemover.com to remove the waterma
2 2.2. Mục tiêu cụ thể - Đánh giá tình hình ươm cây lâm nghiệp tại Trung tâm thực hành Lâm nghiệp Hương Vân, Viện nghiên cứu phát triển của trường trường Đại học Nông lâm – Đại học Huế. - Tính toán, thiết kế và chế tạo nhà lưới có khả năng tháo lắp được với diện tích 32 m 2. - Tính toán, thiết kế và chế tạo hệ thống tưới phun sương trong nhà lưới. 3. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn 3.1.Ý nghĩa khoa học Kết quả nghiên cứu của đề tài sẽ góp phần chung cho lý luận về thiết kế, chế tạo và điều khiển hệ thống nhà lướiươm cây giống lâm nghiệp quy mô nhỏ. 3.2.Ý nghĩa thực tiễn - Xây dựng cơ sở lý thuyết trong việc lựa chọn kết cấu, kích thước và vật liệu phù hợp với sự thay đổi về diện tích, mục đích của khung nhà lưới với yêu cầu thực tế đặt ra. - Kết quả của đề tài là hệ thống nhà lưới có thể phục vụ thực hành, thực tập và nghiên cứu cho sinh viên và cán bộ giáo viên tại Trung tâm thực hành Lâm nghiệp Hương Vân, Viện nghiên cứu phát triển của trường Đại học Nông Lâm Huế. PDF Watermark Remover DEMO : Purchase from www.PDFWatermarkRemover.com to remove the waterma
3 CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN CÁC VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1.1. TÌNH HÌNH ỨNG DỤNG NHÀ LƯỚI Ở VIỆT NAM VÀ THẾ GIỚI 1.1.1. Tình hình ứng dụng nhà lưới trên thế giới - Israel là quốc gia có hệ thống nhà lưới, nhà kính, nhà màng đa dạng và tiên tiến hàng đầu thế giới. Các giải pháp công nghệ được nghiên cứu tỉ mỉ để đáp ứng yêu cầu từng loại cây trồng ở các khu vực khác nhau. Các khung nhà lưới được chế tạo dạng mô đun có thể thay đổi được kích thước theo yêu cầu và chịu được sức gió cấp 10; màng che có độ bền cao nên người lắp đặt có thể di chuyển phía trên được (hình 1.1). Hệ thống tưới, bón phân và điều khiển các thông số trong nhà lưới được máy tính giám sát và điều khiển tự động. Hình 1.1. Hệ thống tưới phun sương được điều khiển bằng máy tính trong nhà kính ở Israel - Hệ thống nhà lưới, nhà kính của Nhật Bản cũng chế tạo dạng mô đun với các khung thép có thể lắp ghép nhanh (hình 1.2). Mô hình (MH) này rất phù hợp với quy mô sản xuất nhỏ ở Việt Nam. PDF Watermark Remover DEMO : Purchase from www.PDFWatermarkRemover.com to remove the waterma
4 Hình 1.2. Mô hìnhnhà lưới tại Nhật Bản - Ở các nước như Trung Quốc, Đài Loan, Thái Lan đã có nghiên cứu, sản xuất và xuất khẩu các loại vật liệu dùng cho nhà lưới, nhà kính như lưới che sáng, lưới chắn côn trùng, ni lông chuyên dùng nhưng độ bền không cao so với Israel sản xuất. 1.1.2. Tình hình nghiên cứu, ứng dụng nhà lưới, nhà màngở Việt Nam 1.1.2.1. Tình hìnhnghiên cứu mô hình nhà lưới, nhà màng cho việc ươm giống cây lâm nghiệp Ở nước ta đã có một số nhà khoa học nghiên cứu các MH nhà lưới để ươm cây lâm nghiệp thông qua một số đề tài, dự án như sau: Trong nghiên cứu của Lê Xuân Phúc và các cộng sự (2006-2008) đã đề cập đến việc cải tiến nhà giâm hom (NGH) cây lâm nghiệp thông qua đề tài: “Nghiên cứu một số giải pháp kỹ thuật nhằm cải thiện môi trường nhân giống cây rừng bằng hom cành trong vùng chịu ảnh hưởng của gió Lào và gió mùa Đông Bắc”.Kết quả đề tài đã xây dựng NGH cải tiến các hệ thống che sáng, tưới phun, luống giâm hom,…và một số thông số của môi trường giâm hom(MTGH) được cải thiện.Vì vậy, tỷ lệ hom ra rễ ở các tầng luống giâm hom cao (xem hình 1.3) [12]. PDF Watermark Remover DEMO : Purchase from www.PDFWatermarkRemover.com to remove the waterma
5 Hình 1.3. NGH giâm hom Keo lai, Bách xanh, Chiêu liêu Trong đề tài này, trụ và khung nhà lưới làm bằng thép nên kết cấu vững chắc.Kết cấu của hệ thống che sáng phía trên nhà lưới gồm 2 tầng che di động sử dụng lưới đen và có cơ cấu dây kéo thủ công có thể điều chỉnh được 3 – 4 mức che sáng. Hệ thống che sáng xung quanh cũng bằng lưới che chuyên dụng, gồm 1 lớp, có thể thả xuống để che nắng hoặc cuộn lên được bằng ống cuộn Polyvinylclorua (PVC). Theo kết quả nghiên cứu của Tô Quốc Huy trong đề tài “Nghiên cứu xây dựng vườn ươm giâm hom cây trồng lâm nghiệp quy mô thôn/ bản tại Tây Nguyên” đã sử dụng cột bê tông, cột gỗ, tre làm trụ của NGH. Phía trên dùng dây kẽm giăng các trụ làm khung đỡ cho một lớp lưới đen che trên và xung quanh nhà lưới. Ngoài ra,lớp phên tre có thể được bao bọc xung quanh nhà lưới khi cần chắn gió lùa. Kết quả cho thấy rằng NGH có kết cấu đơn giản, tận dụng được các vật liệu có sẵn tại địa phương nên giá thành đầu tư thấp và phù hợp với điều kiện Tây Nguyên (xem hình 1.4) [6]. PDF Watermark Remover DEMO : Purchase from www.PDFWatermarkRemover.com to remove the waterma
6 Hình 1.4. Vườn giâm hom cây lâm nghiệp quy mô thôn bản xây dựng tại huyện K’bang, tỉnh Gia Lai Trong đề tài của Phạm Thanh Namvào năm 2015 “Xây dựng mô hình vườn ươm giống cây Keo lai giâm hom tại xã Phong Hóa, huyện Tuyên Hóa”, dự án đã cải tạo khu vườn ươm giống cây lâm nghiệp với quy mô hơn 700 m2 (xem hình1.5). Trong đó, diện tích vườn ươm là 140 m2, diện tích huấn luyện cây là 580 m2 [11]. Tuy nhiên, vườn ươm cây giống được làm đơn giản với bạt che xung quanh, phía trên không sử dụng lưới cắt nắng và ni lông che mưa. Vì vậy, MH vườn ươm này chỉ phù hợp để giâm hom cây Keo lai vào thời điểm tháng 3 – 5 hàng năm. Hình 1.5. Mô hình Keo lai giâm hom tại xã Phong Hóa, huyện Hướng Hóa Nhìn chung, các nghiên cứu trên tập trung vào việc cải tiến nhà giâm hom cây Keo lai. Tuy nhiên, việc xây dựng khung nhà lưới là đơn giản; mái che dạng mái phẳng bằng lưới di động để thay đổi cường độ ánh sáng.Việc sử dụng lưới đen phía PDF Watermark Remover DEMO : Purchase from www.PDFWatermarkRemover.com to remove the waterma
7 trên nhà lưới để cắt nắng chỉ phù hợp với khu vực ít gió, đối với khu vực gió lớn thì lưới che dễ bị tốc mái. Kết cấu khung NGH có thiết kế dạng cố định nên việc tháo lắp, di chuyển hoặc mở rộng gặp nhiều khó khăn. 1.1.2.2. Tình hình ứng dụng mô hình nhà lưới cho việc ươm cây giống lâm nghiệp và cây trồng khác Để nhân giống cây lâm nghiệp, nhiều địa phương đã thực hiện với quy mô và hình thức đầu tư khác nhau.Người ta có thể xây dựng hệ thống nhà lưới hởtrụ đỡ được làm bằng cọc gỗ hoặc tre phía trên được che bằng lưới đen, xung quanh để hở, việc tưới nước vẫn dừng ở mức thủ công hoặc tưới phun sương bán tự động (xem hình 1.6 - 1.8) [19, 6, 21]. Mô hình NGH ở Gia Lai (xem hình 1.9) [6] cho thấy rằng, kết cấu khung thép là cố định, chắc chắn; luống giâm hom được xây kiên cố bằng gạch và sử dụng hệ thống tưới phun ngay tại luống.Tuy nhiên, MH này hệ thống khung NGH được hàn chặt, không có liên kết lắp ghép. Hình 1.6. Vườn ươm sử dụng cọc gỗ và 1 lớp lưới đen che nắng Hình 1.7. Vườn giâm hom quy mô nhỏ cho các hộ gia đình tại tỉnh Kontum PDF Watermark Remover DEMO : Purchase from www.PDFWatermarkRemover.com to remove the waterma