Nghiên cứu thiết kế hệ thống tự động kiểm soát hàm lượng sản phẩm dầu mỏ trong nước thải lacanh tàu cá, chương 11 pdf

Chương 11:
Tính toán năng lượng phát xạ của
dầu
2.7.3.1. Dòng bức xạ
Là tổng năng lượng bức xạ phát đi từ diện tích F của vật
theo mọi hướng của không gian bán cầu trong một đơn vò thời
gian ứng với toàn bộ chiều dài bước sóng (
=0). Ký hiệu Q
(W).
Q=Q
px
+Q
xq
+Q
ht

Trong đó:
Q
px
- Hệ số phản xạ.
Q
ht
Hệ số hấp thụ.
Q
xq
– Hệ số xuyên qua.
Các tỷ số:
A
Q
Q
ht


gọi là hệ số hấp thụ.
R
Q
Q
px
 gọi là hệ số phản xạ.
D
Q
Q
xq
 gọi là hệ số xuyên qua.
Như vậy: A+D+R=1
Q
Q
px
Q xq
Q ht
Hình 2.16. Dòng bức xạ
Giá trò A, D, R thay đổi từ 0 1 phụ thuộc vào bản chất các
vật, chiều dài bước sóng, nhiệt độ và trạng thái bề mặt.
+ Nếu A=1 (D=R=0): vật được gọi là vật đen tuyệt đối, nó
hập thụ toàn bộ năng lượng đập tới.
+ Nếu R=1 (A=D=0): vật được gọi là trắng tuyệt đối, nó
phản xạ lại toàn bộ năng lượng đập tới.
+ Nếu D=1 (A=R=0): vật được gọi là trong suốt tuyệt đối,
nó cho toàn bộ năng lượng đập tới đi qua.
+ Nếu D=0: vật được gọi là vật đục.
Các vật rắn và chất lỏng có thể coi là vật đục, nó hấp thụ
tốt thì phản xạ kém và ngược lại.

2.7.3.2. Mô hình tính toán của bể chứa nước thải lacanh
D
D'
C'
B'
B
A'
A
b
b
a

C
Into
Exit
Hình 2.17. Cấu tạo bể chứa nước thải la canh tàu cá
1. Sensor (cảm biến)
2. Mạch điều khiển
3. Nút tháo nước thải
Thiết kế bình chứa nước thải la canh chuẩn như hình 1.17 và
biết các thông số như: chiều cao của bình chứa a = 50cm; bề
rộng của bình chứa b = 30cm; góc chiếu của cảm biến
= 60
0
(theo bảng 2.2).
Tính diện tích phần nước thải la canh phản xạ (ADFOE)
 Diện tích toàn bộ bể chứa:

D
A

C
B
E
F
O O
F
E
B
B'
A
A'

Exit
Into
2
1
h
a
b
b
e
3
)(310.50.30.22)(
23
mbaabbF
ABCD


 Tính diện tích OEF

)(554,110.33.15.14,3
2
sin
2/
.
2
23
m
bb
RlF
OEF




 Diện tích ADFE

)(23,110).5,2950.(30.2)
2
2/
(2))((
23
m
tg
b
abhabbF
ADFE




 Diện tích BEO

)(108,0
2
)23,1554,1(3
2
)(
2
'
m
FFF
FF
ADFEOEFABCD
OFBBEO





Vậy diện tích phần nước thải la canh phản xạ là:
)(7843,210).3,24603,1554(
23
mFFF
ADFEOEFOEADF


Tính thể tích phần nước thải lacanh phản xạ (OEADF)
 Thể tích ADFE:
)(4510.30.50.
322

LbaV
ADFE


 Thể tích OEF:
)(95,610.225.14,3.5,29.
3
1
2

2
2/
.
3
1

3
3
2
2
L
b
tg
b
R
h
V
OEF













Vậy thể tích phần nước thải lacanh phản xạ (OEADF) là:
)(95,5195,645 LVVV
ADFEOEFOEADF

Theo tiêu chuẩn 15ppm tức là 15mg dầu trên 1 lít nước thải
lacanh. Như vậy để bể chứa nước thải lacanh đạt tiêu chuẩn
15ppm thì hàm lượng dầu trong bình phải nhỏ hơn 51,95 x15 =
779,25(mg) dầu.
2.7.3.3. Năng lượng bức xạ
Là năng lượng bức xạ phát đi từ 1 đơn vò diện tích bề mặt
theo mọi hướng của không gian bán cầu trong một đơn vò thời
gian ứng với toàn bộ chiều dài bước sóng. Ký hiệu E (W/m
2
).
F
Q
E
 (W/m
2
)

Theo đònh luật Stefan – Boltzman ta có:
4
0
100
.







T
CE

(W/m
2
)
Trong đó:
 - Mức độ đen của vật thể:
Theo đònh luật Kirchkoff thì các vật thể (vật đục) khác
nhau nhưng nhiệt độ như nhau thì tỷ số giữa năng suất và hệ số
hấp thụ là như nhau và bằng năng suất bức xạ của vật đen tuyệt
đối. Như vậy là A=
 có nghóa là về mặt trò số, độ đen bằng hệ số
hấp thụ.
C
0
– Hệ số bức xạ của vật đen tuyệt đối: C
0

=5.67W/m
2
.
0
K
T – Nhiệt độ của vật thể (
0
K)
439
10.900.5
10.988.2
.5
10.988.2
6
3
max
3




T (
0
K)

max
– Bước sóng cực đại của cảm biến (m)
suy ra
49,1994
100

439
37,5.1
100
.
44
0















T
CE

(W/m
2
)
Vậy tổng năng lượng bức xạ phát đi từ diện tích của dầu là:
33,8207115,4.49,1994.




FEQ (W)