BÁO cáo TIẾN độ TUẦN 9 TÍNH TOÁN THIẾT kế tối ưu CHO ỐNG TRỤ BẰNG COMPOSITE CHỊU áp SUẤT bên TRONG

ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP. HỒ CHÍ MINH
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA
KHOA KỸ THUẬT GIAO THÔNG BỘ
MÔN KỸ THUẬT HÀNG KHƠNG
-------o0o-------

BÁO CÁO TIẾN ĐỘ TUẦN 9

TÍNH TỐN THIẾT KẾ TỐI ƯU CHO ỐNG TRỤ BẰNG
COMPOSITE CHỊU ÁP SUẤT BÊN TRONG

Sinh viên thực hiện: Phạm Hưng Phát
Mã số sinh viên: 1813490
Giảng viên hướng dẫn: TS. Trần Tiến Anh

TP. Hồ Chí Minh, ngày 24 tháng 04 năm 20

download by :


Mục lục
1.Bầu ươm thông minh (Airpot)...................................................................................3
1.1. Giới thiệu chung....................................................................................................3
1.2. Cơ sở lý thuyết.......................................................................................................4
1.2.1. Áp lực đất tĩnh tác dụng lên tường chắn....................................................... 4
1.2.2. Lý thuyết ứng suất bên trong ống trụ............................................................ 5
1.3. Thiết kế tối ưu bầu ươm thông minh......................................................................7
1.3.1. Đánh giá các tiêu chí.................................................................................... 7
1.3.2. Mơ phỏng 3D bầu ươm thông minh............................................................ 15
2. Liên kết ý tưởng với công ty NTC.......................................................................... 16
2.1. Mơ hình tháp khí canh của cơng ty NTC............................................................. 16

2.1.1. Phương pháp khí canh................................................................................. 16
2.1.2. Mơ hình tháp khí canh của cơng ty NTC.................................................... 20
2.1.2. Đầu đề được giao - Thiết kế tối ưu Buồng trồng cây trên tháp khí canh.....21
2.2. Liên kết đề tài luận văn với sản phẩm công ty NTC............................................ 24

– 2–

download by :


1.Bầu ươm thông minh (Airpot)
1.1. Giới thiệu chung
Bầu ươm rễ cây (Airpot) là một khung bao đất quanh rễ nuôi dưỡng cây (tượng tự
như chậu) gồm hệ thống lỗ thông minh giúp đảm bảo rễ cây hấp thụ oxy và chất
dinh dưỡng đạt kết quả tối đa.

Bầu ươm rễ cây

Trong tự nhiên rễ cây có thể phát triển theo bất kỳ hướng nào chúng muốn, khi
ươm chúng ta bầu rễ bằng các cách thủ công như tấm mica quấn rễ hoặc tấm bạt…
Điều này làm hạn chế sự phát triển hình thành bộ rễ khỏe đều cho cây, chính vì điều
đó bầu ươm thơng minh với các lỗ thốt khí trải đều là giải pháp hiệu quả cho vườn
ươm.
Rễ khỏe là cần thiết cho sự phát triển khỏe mạnh của cây, nhưng chậu tiêu chuẩn
thường bó kín làm biến dạng rễ và có thể ảnh hưởng hại đến sinh trưởng của cây.

Rễ phát triển khỏe mạnh nhờ bầu ươm thông minh

– 3–

download by :


Hệ thống bầu ươm khắc phục sự bó buộc đó và tích cực cải thiện sinh trưởng
cây bằng cách đảm bảo cây phát triển rễ tỏa đều như các mao mạch khỏe mạnh để
hút chất dinh dưỡng, khắc phục vấn đề xoắn gốc rễ của cách vườn ươm cây thông
thường.
Bầu ươm thông minh phù hợp để ươm dưỡng tất cả các loại: cây cảnh, cây ăn
trai, hoa màu, cây xanh cơng trình, cây bonsai, hoa kiểng…
– Định hình luống đất, gốc cây, giảm công đào xới đất, xử lý cỏ dại, côn trùng…
– Che gốc cây tránh động vật, côn trùng phá hoại ảnh hưởng bầu đất.
– Hoặc ứng dụng :Bầu ươm mai, hoa hồng , cây giống, cây loại to cảnh quan,..
Ngoài ra, sản phẩm bầu ươm của luận văn được làm từ composite cho nên sản
phẩm sẽ bền hơn so với các sản phẩm nhựa PVC trên thị trường.
1.2. Cơ sở lý thuyết
1.2.1. Áp lực đất tĩnh tác dụng lên tường chắn
Khi có tường chắn đất, do trọng lượng của khối đất sau tường và tải trọng ở
trên bề mặt khối đất đó (nếu có), nên sinh ra một áp lực đất tác dụng lên lưng
tường, tùy theo hình thức chuyển vị của tường mà trạng thái ứng suất của khối đất
sau tường sẽ khác nhau, do đó trị số của áp lực đất lên tường cũng khác nhau.
Nếu tường tuyệt đối cứng và hồn tồn khơng chuyển vị, đất sau tường ổn định,
thì khối đất sau tường ở trạng thái cân bằng tĩnh, áp lực đất tác dụng lên lưng

tường lúc này gọi là áp lực tĩnh và ký hiệu

.

Áp lực đất tĩnh
Cường độ áp lực đất tĩnh (ứng suất tĩnh ) được tính theo cơng thức sau:

Trong đó:

: trọng lượng thể tích của đất sau tường;
– 4–

download by :


: độ sâu của điểm cần tính áp lực;
: hệ số áp lực đất tĩnh ( hệ số áp lực ngang) phụ thuộc vào từng loại đất Vậy
biểu đồ áp lực đất tĩnh tác dụng lên tường có dạng hình tam giác và tổng áp lực đất tĩnh bằng:

với điểm đặt cách chân tường 1/3H

1.2.2. Lý thuyết ứng suất bên trong ống trụ
Xét một trụ rỗng có áp suất p tác dụng trong lòng ống trụ. Các ứng suất sinh ra do áp suất biểu
diễn theo 3 trục cố định, bao gồm

Ứng suất biểu diễn trên thành ống trụ

Ứng suất vòng
là ứng suất xung quanh chu vi của đường ống do áp suất
gây ra. Gía trị ứng suất vịng cực đại tại bán kính trong của trụ và cực tiểu tại bán
kính ngồi tùy thuộc vào hướng của áp suất.
Phương trình ứng suất vịng được viết như sau:

Trong đó
: ứng suất vịng;
: đường kính tại nới tính ứng suất vịng;
: đường kính ống ngồi;

: đường kính ống trong;
: áp suất bên ngoài ống
– 5–

download by :


: áp suất bên trong ống
Trường hợp đối với thành mỏng

, ứng suất

vịng là khơng đổi từ bán kính trong đến bán kính
ngồi.

Trong đó t là chiều dày thành tối thiểu của đường ống
Ứng suất hướng tâm

ngược chiều với áp suất tác dụng lên thành trụ và chỉ

xuất hiện đối thành dày. Gía trị ứng suất hướng tâm nhỏ hơn nhiều so với ứng suất
vòng và ứng suất dọc trục nên thường bị bỏ qua.
Phương trình ứng suất hướng tâm đối với trụ có thành dày được viết như sau:

Trong đó
: ứng suất vịng.
Trường hợp đối với thành mỏng, ta bỏ qua ứng suất hướng tâm
Ứng suất dọc trục

là ứng suất pháp tuyến song song với trục đối xứng hình

trụ tuy nhiên ứng suất này chỉ sinh ra khi trụ có 2 đầu, với bài tốn bầu ươm ta đang
xét thì ta bỏ qua ứng suất này.
Biến dạng trụ do ứng suất gây ra làm tăng chu vi và chiều dài của hình trụ,
do khơng xét ứng suất dọc trục nên chỉ có ứng suất chỉ ảnh hưởng đến chu vi.
Cơng thức tính biến dạng đường kính được viết như sau:

Trong đó:
: Biến dạng vịng
: Biến dạng đường kính
: Modul đàn hồi vật liệu
– 6–

download by :


Độ dài biến dạng:
1.3. Thiết kế tối ưu bầu ươm thơng minh
1.3.1. Đánh giá các tiêu chí
1.3.1.1. Lỗ kht
Để đánh giá tối ưu cho thiết kế với việc thêm các lỗ kht xung quanh trụ, ta
phân tích, tính tốn và so sánh theo các tiêu chí
1.3.1.1.1. Cách đặt lỗ khoét: Bao gồm đặt song song và đặt so le
Đặt vấn đề: Với một bầu ươm hình trụ cao 0.3m, bán kính 0.25m. Khoét trên
thân trụ các lỗ khoét đường kính 6mm. Dựng hình ảnh 3D trên Solidwork và xử
lí số liệu bằng phần mềm Ansys theo 2 cách đặt lỗ:
Đặt song song
Đặt so le

Giải quyết vấn đề:

Đầu tiên, ta dựng hình ảnh 3D tương ứng với 2 cách đặt lỗ

a) Đặt song song

b) Đặt so le

Tiếp theo, ta mở 2 ảnh 3D trong phần mềm Ansys và khảo sát biến dạng, ứng
suất. Tương ứng với từng trường hợp ta được các kết quả.
a. Đặt song song

– 7–

download by :


Độ biến dạng tổng thể

Biến dạng lớn nhất

Ứng suất lớn nhất

b. Đặt so le

Độ biến dạng tổng thể

Biến dạng lớn nhất

– 8–

download by :

Ứng suất lớn nhất

Nhận xét: Qua kết quả tính tốn từ phần mềm Ansys, ta thấy việc đặt các lỗ
khoét so le giúp giảm ứng suất và biến dạng sinh khi chịu áp lực tĩnh của đất so với
khi đặt lỗ khoét song song cách đều nhau.
1.3.1.1.2. Kích thước lỗ khoét
Đặt vấn đề: Với một bầu ươm hình trụ cao 0.3m, bán kính 0.25m. Khoét trên
thân trụ các lỗ khoét đường kính 6mm. Dựng hình ảnh 3D trên Solidwork và xử
lí số liệu bằng phần mềm Ansys với đường kính các lỗ (tính từ tâm) tương ứng
+ 3mm
+ 6mm (phần 1)
+ 12mm

Giải quyết vấn đề:
Ta có hình ảnh 3D từ Solidworks

a) 12mm

b) 3mm

Qua tính tốn bằng phần mềm Ansys, ta được kết quả
a. 3mm

– 9–

download by :

Độ lớn biến dạng tổng thể

Biến dạng lớn nhất

Ứng suất lớn nhất
b. 12mm

Độ lớn biến dạng tổng thể

Biến dạng lớn nhất

– 10–

download by :


Ứng suất lớn nhất
Nhận xét:
Ta thấy rằng độ lớn lỗ khoét ảnh hưởng rất nhiều đến tính chất cũng như đặc
điểm của bầu ươm
Nếu lỗ khoét quá nhỏ: mặc dù các giá trị ứng suất cũng như biến dạng của lỗ
khoét 3mm nhỏ hơn so với lỗ khoét 6mm tuy nhiên chênh lệch là khơng đáng kể.
Ngồi ra, việc lỗ q nhỏ dẫn đến đất khơng thể thơng thống, ứ nước, rễ kém phát
triển.
Nếu lỗ khoét quá to: Với lỗ khoét 12mm, ứng suất và biến dạng có giá trị khá
lớn so với lỗ khoét 6mm và 3mm. Ngoài ra lỗ khoét to khiến nước thoát hơi nhanh,
đất bị đổ ra từ lỗ khoét, rễ chưa hấp thụ đủ chất dinh dưỡng, đồng thời độ bền của
vật liệu cũng giảm đi đáng kể.
Theo số liệu từ sản phẩm Airpot trên thị trường hiện nay, độ lớn lỗ khoét trên
thân bầu ươm dao động trong khoảng 5-7mm tùy vào quá trình sản xuất và nhu

cầu tương ứng với loại đất trồng.
1.3.1.1.3. Khoảng cách các lỗ khoét (số lượng lỗ khoét)
Đặt vấn đề: Với một bầu ươm hình trụ cao 0.3m, bán kính 0.25m. Khoét trên thân
trụ các lỗ khoét đường kính 6mm. Dựng hình ảnh 3D trên Solidwork và xử lí số liệu
bằng phần mềm Ansys với khoảng cách giữa các lỗ (tính từ tâm) tương ứng
+ 2 cm
+ 4 cm (phần 1)
+ 8 cm

Giải quyết vấn đề:
Tương tự như mục 1, ta vẽ hình 3D và tính tốn bằng phần mềm Ansys, ta thu
được kết quả như sau:

– 11–

download by :


a) 8cm

b) 2cm

Ta thu được kết quả tính tốn từ phần mềm ansys:
a. 2cm

Độ biến dạng tổng thể

Biến dạng tối đa

Ứng suất tối đa

b. 8cm

– 12–

download by :


Độ biến dạng tổng thể

Biến dạng tối đa

Ứng suất tối đa
Nhận xét:
Với khoảng cách giữa 2 lỗ khoét là 2 cm, ứng suất tăng dẫn đến vật liệu kém
bền hơn so với khoảng cách giữa 2 lỗ khoét là 4cm.
Với khoảng cách giữa 2 lỗ khoét là 8cm, mặt dù ứng suất giảm giúp cho độ bền
vật liệu tối ưu tuy nhiên việc quá ít lỗ khoét dẫn đến bầu ươm khơng thống khí,
rễ khơng phát triển mạnh.
1.3.1.2. Độ uốn bầu ươm
Bề mặt của bầu ươm được thiết kế lồi lõm đa chiều, có các lỗ thốt nước trên
khắp bề mặt giúp việc thốt nước và trao đổi khí oxy tốt, hỗ trợ cho bộ rễ phát triển
cực kỳ khỏe, dễ dàng tháo lắp khi quấn quanh bầu đất, bảo vệ bầu đất và chất dinh
dưỡng giúp cây trồng tăng trưởng tốt.

– 13–

download by :


Bề mặt bầu ươm lồi lõm đa chiều

Bề mặt bầu ươm có kết cấu giống như một hộp trứng, với các lỗ nhỏ ở đầu của
mỗi hình nón. Khi các đầu rễ phát triển ra bên ngoài chạm đến ranh giới của bầu
ươm, các nón sẽ hướng chúng về phía các lỗ, nơi cuối cùng chúng bị mất nước khi
tiếp xúc với khơng khí.
Việc xây dựng phương trình cho bề mặt bầu ươm lồi lõm đa chiều có thể xác
định bằng các công cụ phần mềm hoặc phương pháp giải tích.
Bề mặt bầu ươm khi xét trên mặt phẳng có dạng phương trình cơ bản là

Phương trình

Do bầu ươm là hình trụ với bề mặt cong nên rất khó để xác định trực tiếp
phương trình mặt cong như thơng thường. Vì thế, ta phải xác định phương trình mặt
cắt Oxy từ đó thực hiện phép xoay theo độ cao z.
Dựa vào tài liệu phương trình bơng hoa trong tốn học, ta viết được phương
trình tham số mặt Oxy của bầu ươm tại z=0

Trong đó:
– 14–

download by :


R: Bán kính bầu ươm
a: Độ dài độ uốn
b: Số lần uốn
: Pha ban đầu

x

Khảo sát bằng Excel với t từ 0 đến 360 với bước nhảy 0.01 (36000 giá trị), bán
kính 250mm, độ uốn dài 25mm, pha ban đầu 2.25 độ, áp dụng công thức ta được đồ
thị:

1.3.2. Mô phỏng 3D bầu ươm thông minh
Sau khi biết được phương trình mặt cắt của bầu ươm thơng minh tại các điểm
uốn lớn nhất, ta đưa phương trình vào phần mềm Solidwork, ta được kết quả cuối
cùng:

– 15–

download by :


Mơ hình 3D bầu ươm thơng minh

Hình ảnh 3D vẫn cịn một số lỗi kỹ thuật do:
Pha ban đầu khơng hợp lý khiến cho điểm uốn lớn nhất nằn tại mặt Oxy.
Khi khảo sát quay cắt lỗ khoét, do file nặng dẫn đến máy sập nguồn nên
chỉ lưu được hình ảnh cuối cùng của bầu ươm.
2. Liên kết ý tưởng với cơng ty NTC

2.1. Mơ hình tháp khí canh của cơng ty NTC
2.1.1. Phương pháp khí canh
2.1.1.1. Khái niệm
Khí canh ( Aeroponics ) là kỹ thuật trồng cây được nhiều người áp dụng hiện
nay. Hiểu một cách đơn giản thì đây là kỹ thuật trồng cây trong mơi trường khơng
khí và chất dinh dưỡng để nuôi cây ở dạng sương mù.
Phương pháp khí canh cung cấp cho rễ cây mơi trường thoải mái để phát
triển, mặt tiếp xúc với không khí lớn, nên hấp thụ oxy nhiều hơn. So với các

phương pháp canh tác khác, khí canh giúp tiết kiệm 95% phân bón, giảm tiêu
thụ nước 98%, khơng cần thuốc bảo vệ thực vật, chiếm ít khơng gian canh tác,
có thể tăng mùa vụ quanh năm cho năng suất cây trồng tăng lên 45% – 75%.
Phương pháp khí canh được xem như một hệ thống con trong phương pháp thủy
canh. So với các hệ thống khác của thủy canh (Bấc, Nuôi nước sâu, Kỹ thuật màng
dinh dưỡng, Ngập và rút hoặc Tưới nhỏ giọt) hệ thống khí canh là một hệ thống đòi

– 16–

download by :


hỏi nhiều kỹ thuật nhất. Do đó, trước khi đầu tư vào một hệ thống khí canh bạn cần
biết các bộ phần cần thiết và biết kỹ thuật thiết lập để nó hoạt động tốt nhất.
2.1.1.2. Phương thức hoạt động
Trong hệ thống khí canh, rễ cây lơ lửng trong khơng khí, giúp chúng tiếp xúc tối
đa với oxy. Lưu ý rằng trong khi thực vật sử dụng khí cacbonic từ khơng khí như
một phần của q trình quang hợp, thì rễ cây cần oxy để hỗ trợ việc hấp thụ các
chất dinh dưỡng.
Cây trồng được giữ cố định bằng một khung ở phía trên cùng của khung che
bằng cách sử dụng giỏ lưới nhỏ hoặc phích cắm bằng xốp để cố định thân cây
chắc chắn, cho phép rễ phát triển mà khơng bị kẹt vào buồng khơng khí trong khi
phần ngọn mọc hướng lên trên.
Buồng rễ là một thùng kín để tránh ánh sáng cũng như sâu bệnh đồng thời
buồng này giúp giữ độ ẩm cho cây, đồng thời cũng cho một số khơng khí tự nhiên
lọt vào để rễ đảm bảo có nhiều oxy.
Nguyên tắc cơ bản của hệ thống khí canh là phun một màn sương giàu dinh
dưỡng trực tiếp lên rễ hay củ. Việc phun sương thường được thực hiện mỗi vài
phút, như vậy để rễ được cung cấp đầy đủ dinh dưỡng và không bị khô.
Phương pháp này làm tăng quá trình trao đổi chất của cây gấp mười lần so với

trồng cây trong đất.
2.1.1.3. Ưu, nhược điểm của phương pháp khí canh
Ưu điểm
Tiết kiệm khơng gian trồng trọt
Cây trồng phát triển nhanh, năng suất
cao
Tiết kiệm tối đa tài nguyên nước và
dung dịch dinh dưỡng
Hạn chế tối đa nguy cơ sâu bệnh
Không gây ô nhiễm môi trường
Kiểm sốt hồn tồn các điều kiện phát
triển của cây trồng
Tính linh hoạt cao trong thiết kế hệ
thống
Dễ vận hành và bảo trì hệ thống
Có thể trồng quanh năm
Nhận xét:
Trong bối cảnh diện tích đất trồng trọt hạn chế, xu hướng canh tác hiện đại là
cần thiết và quan trọng để sản xuất nhiều thực phẩm hơn trên diện tích nhỏ hơn.

– 17–

download by :


Phương pháp khí canh nói riêng và thuỷ canh nói chung đã đang và sẽ trở
thành xu hướng trồng trọt của chúng ta.
Với khí canh với những ưu điểm như có thể trồng nhiều hơn với diện tích nhỏ
hơn, kiểm sốt tối ưu điều kiện canh tác ít chịu tác động từ các yếu tố ngoại cảnh
bên ngoài…đã trở thành phương pháp trồng trọt ưu việc mà những ai quan tâm

đến xu thế canh tác hiện đại phải xem xét.
2.1.1.4. Các loại hệ thống khí canh khác nhau
2.1.1.4.1. Hệ thống khí canh áp suất thấp
Hệ thống khí canh áp suất thấp (hệ thống ngâm nước) là dạng phổ biến, ít yêu
cầu kỹ thuật và giá thành rẻ cho những đối tượng muốn tự xây dựng hệ thống khí
canh tại nhà.

Hệ thống tháp khí canh áp suất thấp

Các hệ thống này có thể đơn giản như một bể chứa dung dịch dinh dưỡng, một
máy bơm nước cơng suất lớn có thể chạy 24/7, đường ống và một số đầu phun –
tất cả các thành phần này đều có thể được thiết lập trong buồng trồng kín. Các
đầu vịi phun được đặt ở phía trên để phun dung dịch thủy cnah vào rể từ trên cao
xuống, điều này giúp dung dịch chảy xuống tồn bộ khối rễ.
2.1.1.4.2. Hệ thống khí canh áp suất cao
Hệ thống khí canh áp suất cao được xem là hệ thống khí canh thuần túy nhất
do hệ thống áp suất cao là hệ thống duy nhất thực sự tạo ra những giọt nước dạng
sương mù có kích thước tối ưu để khuyến khích sự hấp thụ chất dinh dưỡng và sự
phát triển của cây trồng. Hệ thống này u cầu các thành phần cụ thể để kiểm sốt
chính xác chu kỳ thời gian phun và kích thước giọt nước (Máy bơm nước cao áp,
bình tính áp suất, Van giảm áp, bộ hẹn giờ rơ le, đầu phun sương,..).

– 18–

download by :


Hệ thống khí canh áp suất cao

2.1.1.4.3. Hệ thống khí canh siêu âm

Hệ thống khí canh siêu âm (Fogponics) là một bước tiến bộ gần đây trong khí
canh. Thay vì rễ cây của bạn lơ lửng trong khơng khí và được phun sương bằng
máy bơm kết hợp với đầu phun sương, hệ thống Fogger không sử dụng máy bơm
mà sử dụng cơng nghệ siêu âm.
Trong hệ thống này, có một đĩa chìm trong nước và rung ở tần số cực cao, biến
nước thành dạng khí, kích thước micrơ nước xuống chỉ cịn một micrơmet và
thường nhỏ hơn.

Hệ thống khí canh siêu âm

Tuy nhiên, hệ thống này vẫn còn vấn đề với máy tạo bọt siêu âm bao gồm
sương mù rơi xuống đáy bình chứa và các tấm có xu hướng bị bám cặn khống
chất. Vì thế hiện nay, những người làm khí canh đã và đang thử nghiệm với
fogger kết hợp với các hệ thống khác, với mức độ thành cơng khác nhau.

2.1.2. Mơ hình tháp khí canh của cơng ty NTC
Mơ hình tháp khí canh của cơng ty NTC là mơ hình thiết kế dạng trụ đứng để
tối đa hóa lượng cây trồng có thể sử dụng trên bề mặt với 32 cây lớn hoặc 152 cây
trung bình hoặc 520 cây nhỏ.
– 19–

download by :


Mơ hình tháp khí canh cơng ty NTC

Tháp sử dụng một hệ thống tháp khí canh áp suất cao tạo ra những giọt nước
dạng sương mù có kích thước tối ưu để khuyến khích sự hấp thụ chất dinh dưỡng

và sự phát triển của cây trồng. Đồng thời tháp quay với tốc độ

đảm
đảo tất cả cây tiếp xúc đầy đủ với ánh sáng. Việc quay đều tháp khiến cho
cây liên tục tìm kiếm ánh sáng và hoocmon thực vật auxin - chất chịu trách
nhiệm cho việc kéo dài tế bào- sẽ hạn chế việc vươn dài cây, giúp hạn chế
phát triển thân và chiều cao giúp cây không bị gãy ngọn khi quá dài.
Qúa trình vận hành của một tháp khí canh bao gồm:
Đầu tiên, từ bể đã được thêm dung dịch, nước và làm mát ở nhiệt độ phù
hợp, dung dịch được đưa qua đầu lọc đi vào máy bơm cao áp và được bơm đến
các đầu phun sương với kích thước phù hợp. Dung dịch thấm qua bộ rể và chảy
ngược trở về thông qua bộ lọc hạt vào bể dung dịch ban đầu. Qúa trình phun
sương được cài đặt tuần hoàn theo thời gian bằng một bộ hẹn giờ rơ le có độ
chính xác cao.

Qúa trình hoạt động của tháp khí canh

– 20–

download by :


Qúa trình hoạt động của chuỗi tháp khí canh

2.1.2. Đầu đề được giao - Thiết kế tối ưu Buồng trồng cây trên tháp khí canh
2.1.2.1. Buồng trồng cây trên tháp khí canh
Tại buồng trồng cây của tháp khí canh bao gồm cốc lưới đặt cây trồng và giá
đỡ để đặt cốc lưới.

Phần buồng trồng cây bao gồm cốc lưới và giá đỡ cốc lưới trên tháp khí canh

Cốc lưới cố định cây trồng (rọ khí canh):Phần nắp của buồng rễ có lỗ khoét để

chèn các cốc lưới được sử dụng để cố định cây trồng. Những chiếc cốc lưới này
được lắp qua nắp và được bịt kín bằng loại giá thể (thường dùng bơng khống)
vừa giúp nâng đỡ thân cây vừa đóng vai trị như một tấm chắn nước để giữ hơi
nước chứa trong buồng rễ khơng thốt ra ngồi..
Hiện nay trên thị trường có rất nhiều loại cốc lưới với hình dáng mẫu mã
và kích thước lỗ trên giỏ khác nhau phù hợp với các loại cây trồng khác nhau.

– 21–

download by :


Một số mẫu rọ khí canh trên thị trường

Gía đỡ cốc lưới (hốc trồng rau) được sử dụng với hệ thống tháp đứng khí canh
trong đó phần giá đỡ được đặt nghiêng một góc phù hợp và có kích thước và hình
dạng phù hợp để đặt cốc lưới bên trong. Việc xây dựng hệ thống giá đỡ xung
quanh tháp khí canh có thể khác nhau, từ hệ giá đỡ xếp chồng phức tạp cho đến
thiết kế đơn giản bằng cách cắt thủ công các ống PVC. Tuy nhiên, với các thiết kế
đơn giản như sử dụng ống PVC, tại các giá đỡ bị tích tụ nước và về lâu dài có thể
dẫn đến sự phát triển của tảo trong lưới đựng cốc. Ngoài ra, việc khoét lỗ trên ống
PVC cũng làm suy yếu cấu trúc của tháp khí canh.

Một số kiểu giá đỡ trên thị trường

2.1.2.2. Một số vấn đề liên quan thiết kế lỗ trồng cây

– 22–

download by :

Để đánh giá tối ưu thiết kế của buồng trồng cây, ta cần nghiên cứu, đánh giá
một số vấn đề liên quan đến cốc lưới và giá đỡ cốc lưới.
Cốc lưới:
Hình dạng cốc: tùy thuộc vào loại cây trồng chủ yếu của đối
tượng khách hàng.
Độ lớn lỗ khoét trên cốc: liên quan đến khả năng phát triển bộ rễ của
các loại cây, giảm vật liệu sử dụng, khả năng trữ nước, đọng sương trong
cốc,.. Chât liệu cốc đảm bảo thân thiện mơi trường, an tồn cho cây trồng,
chi phí sản xuất hợp lí
Độ dày của cốc: đánh giá độ dày phù hợp để tối đa hóa chi phí sản
xuất cũng như độ bền của cốc lưới
Lực tác dụng của cây lên cốc: khảo sát khả năng chịu lực của cốc
để thay đổi hình dạng, lỗ khoét, độ dày, vật liệu cho phù hợp,..
Giá đỡ cốc lưới:
Góc nghiêng phù hợp: giúp cây khơng bị nghiêng và gãy ngọn cũng
như tích tụ nước, đồng thời đảm bảo việc đặt cốc lưới vào giá đỡ dễ dàng.
Hình dạng cốc lưới: tương thích với cốc lười và đảm bảo hạn chế
lượng hơi nước thoát ra ngồi cũng như sự phát triển bình thường của cây.
Bề mặt bên trong: nghiên cứu mối liên quan giữa việc hình dạng bề mặt
trong của tháp và mặt trong tại buồng trồng cây sao cho bộ rễ hấp thụ tối
đa chất dinh dưỡng và độ ẩm cần thiết.

Thiết kế phù hợp giúp đưa chất dinh dưỡng và nước tại điểm khác tích tụ về buồng trồng cây

2.2. Liên kết đề tài luận văn với sản phẩm công ty NTC
Sau khi nhận đầu đề từ công ty NTC, nhận thấy đề tài luận văn hiện tại chưa có
sự liên kết chặt chẽ với đầu đề mà công ty NTC đưa ra, cụ thể:
Đề tài luận văn hiện tại là Tính toán thiết kế tối ưu cho ống trụ bằng composite

chịu áp suất bên trong. Đề tài hướng đến việc thiết kế bầu ươm thông minh với các
– 23–

download by :


lỗ kht giảm trọng lượng và giúp thống khí trong đất, đồng thời có ưu điểm hơn so
với các sản phẩm trên thị trường là độ bền theo thời gian.
Đầu đề công ty NTC đưa ra là Thiết kế buồng trồng cây cho hệ thống tháp khí
canh áp suất cao. Khác với việc đề tài luật văn khảo sát với chậu trồng bằng đất
truyền thống thì đầu đề đưa ra là khảo sát với mơ hình khí canh (khơng sử dụng đất),
ngồi ra lỗ kht ở đầu đề mục đích để trồng cây trong khi đề tài luận văn là để
giảm khối lượng và thống khí. Cho nên sẽ rất khó đánh giá khả năng ứng dụng khi
hai cộng việc tương đối khác nhau.
Vì vậy để đảm bảo sự liên kết giữa đề tài luận văn với sản phẩm công ty NTC,
một mơ hình sản phẩm khác trung gian làm cầu nối giữa luận văn và đầu đề là điều
cần thiết. Mơ hình sản phẩm trung gian ở đây sẽ là một tháp với các lỗ khoét để
trồng cây tương tự như mơ hình tháp khí canh, tuy nhiên sử dụng đất trồng truyền
thống như đề tài luận văn đưa ra. Với mơ hình này sẽ giúp cho đề tài luận văn được
linh hoạt cũng như thực tế đối với Việt Nam bởi các lý do:
Việt Nam vẫn là một nước đang phát triển, có truyền thống nơng nghiệp lâu đời
cho nên phần lớn người dân, đặc biệt ở độ tuổi trung niên trở lên đã quen và có
kinh nghiệm trong việc trồng cây bằng đất truyền thống.
Mơ hình tháp khí canh là mơ hình tiên tiến được sử dụng rộng rãi trên thế giới, tuy
nhiên tại Việt Nam, mô hình này cịn khá mới và chỉ được một số nông dân tiên tiến
hay các kỹ sư nông nghiệp áp dụng. Nguyên nhân là do chi phí ban đầu cao, người
dân khơng có kinh nghiệp với mơ hình khí canh khi mà mơ hình này u cầu tay
nghề, kĩ thuật cũng như dụng cụ nhất định,..
Cho nên mơ hình tháp trồng cây bằng đất truyền thống ban đầu sẽ giúp cho khách
hàng làm quen với việc trồng cây bằng tháp để tiết kiệm khơng gian và giảm chi phí

đầu vào so với mơ hình tháp khí canh. Từ đó việc chuyển hướng nhu cầu khác hàng
từ mơ hình tháp trơng cây bằng đất sang tháp khí canh sẽ dễ dàng hơn thông qua các
chiến dịch quảng bá, giới thiệu hoặc góp cũ đổi mới,… Ngồi ra, với mơ hình này,
việc phân bố đối tượng khác hàng sẽ được trải đều từ bầu ươm thơng minh cho đến
tháp khí canh. Chi tiết ở bảng sau:
Bầu ươm thông minh
Airpot

Tháp trồng cây
bằng đất

Tháp khí canh

– 24–

download by :


Hình ảnh
minh họa

Loại cây trồng

Đối tượng
khách hàng

– 25–