thiết kế máy lọc bụi không khí

SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO HÀ NỘI
TRƯỜNG THPT Phan Huy Chú – Đống Đa
**************
ĐỀ TÀI DỰ THI KHOA HỌC, KỸ THUẬT
DÀNH CHO HỌC SINH TRUNG HỌC CẤP THÀNH PHỐ
LẦN THỨ TƯ (NĂM HỌC 2014 - 2015).
Tên đề tài:THIẾT KẾ MÁY LỌC BỤI KHÔNG KHÍ
Lĩnh vực: Kỹ thuật: Kỹ thuật điện và cơ khí
NGƯỜI HƯỚNG DẪN
HD1:
- Cử nhân Nguyễn Thành Lập
- Đơn vị công tác: ĐH Sư Phạm Hà Nội
HD2:
- Cử nhân Trần Văn Huy
- Đơn vị công tác:
Trường THPT Phan Huy Chú – Đống Đa
TÁC GIẢ:
1.Bùi Tuấn Minh Lớp:12D1
2.Ngô Hoàng Sơn Lớp:11A3
Hà Nội, tháng 11 năm 2014
2
Lời nói đầu
Bụi là những phần tử ở thể rắn hoặc thể lỏng lở lửng trong không khí. Để có thể
lửng lơ lâu trong không khí, kích thước của các hạt bụi thường không to quá 50-70
micron (mỗi micron bằng một phần nghìn milimet).
Hiện nay ở một số thành phố lớn, tình trạng ô nhiễm không khí do bụi rất phổ biến.
Và tình trạng ô nhiêm không khí đang là một thực trạng đáng quan ngại và theo
các chuyên gia đánh giá, ô nhiễm không khí đang ở mức báo động đỏ và cao nhất
từ trước đến nay.
Từ thực trạng nói trên, chúng em đã lên ý tưởng tạo ra một thiết bị có thể lọc
được tối đa bụi trong không khí mà chỉ dụng nguyên liệu tái chế. Thiết bị chỉ sử

dụng các phương pháp lọc bụi cơ bản được học trong sách giáo khoa THPT
nhưng có sự đổi mới kết hợp của ba phương pháp: Ly tâm, Lưới tĩnh điện,
buồng lắng bụi.
Bụi được hút vào cổng hút bụi nhờ một quạt tản nhiệt được lắp ở bên trên bộ lọc
bụi. Khi bụi đi vào trong sẽ chuyển động theo dòng lưu chuyển không khí. Các hạt
bụi to sẽ rơi xuống dưới đáy chai nhựa to nhờ phương pháp buồng lắng và ly tâm.
Các hạt bụi nhỏ tiếp tục chuyển động và được nhiễm điện âm, khi đi vào bên trong
chai nhỏ có các lớp vỏ lon nhôm mang điện tích dương nhằm giữ các hạt bụi nhỏ ở
đó. Không khí đã được lọc sẽ đi qua quat tản nhiêt ở bên trên và đi ra ngoài môi
trường.
3
I - Thực trạng ô nhiễm không khí do bụi
Ở hầu hết các đô thị nước ta đều bị ô nhiễm bụi, nhiều nơi bị ô nhiễm bụi
trầm trọng, tới mức báo động. Các khu dân cư ở cạnh đường giao thông lớn
và ở gần các nhà máy, xí nghiệp cũng bị ô nhiễm bụi rất lớn.
• Nồng độ bụi trong các khu dân cư ở xa đường giao thông xa các cơ sở sản
xuất hay trong các khu công viên cũng đạt tới xấp xỉ trị số tiêu chuẩn cho
phép.
• Trong những năm gần đây, Hà Nội đang phải đối mặt với vấn đề ô nhiễm
môi trường, trong đó có môi trường không khí. Đặc biệt là, tại các khu công
nghiệp, các trục đường giao thông lớn đều bị ô nhiễm với các cấp độ khác
nhau.
Một con đường ô nhiễm bụi ở Hà Nội
• Các nhà máy xí nghiệp xả ra một lượng lớn khí bụi vào môi trường
II - Nguyên nhân
Vì sao lại có những thực trạng đáng buồn như trên và hệ quả của nó để lại?
Ta hãy cùng tìm hiểu
4
1. Do con người
1.1. Ô nhiễm không khí do giao thông đô thị

Với mức độ tăng trưởng trung bình hàng năm về xe máy là 15% và ôtô là 10% năm
1996 thì thành phố có 600.000 xe máy và 34.000 ô tô nhưng sau 10 năm thì lượng
ô tô tăng lên gấp 4,4 lần (150.000), xe máy tăng lên 2,6 lần (1,55 triệu) đây chính
là một trong những nguồn gây ô nhiễm môi trường không khí chủ yếu trên các
tuyến đường giao thông của Hà Nội. Trong khi đó, cơ sở hạ tầng giao thông còn
thấp , cường độ dòng xe lớn, đường hẹp, nhiều giao điểm (ngã ba, ngã tư), ý thức
người tham gia giao thông kém, Tất cả những yếu tố trên dẫn đến lượng khí độc
hại như CO, SO2, NO2 và các hợp chất chứa bụi, chì, khói được thải ra tăng, gây ô
nhiễmmôi trường không khí tại các trục giao thông chính và các nút giao thông đặc
biệt vào các giờ cao điểm.
Lượng lớn phương tiện giao thông được tiêu thụ
Bên cạnh đó, chất lượng các phương tiện giao thông cũng như ý thức người dân
khi tham gia giao thông là nguyên nhân làm tăng nồng độ chất ô nhiễm. Hàng loạt
5
các yếu tố như: quá cũ, hay quá thời gian sử dụng, hệ thống thải không đạt yêu cầu,
lượng khí thải không đảm bảo tiêu chuẩn thải…
Công trường đang xây dựng
1.2. Ô nhiễm không khí do xây dựng
6
Tốc độ đô thị hóa ở Hà Nội diễn ra khá nhanh và mạnh, thành phố như một “công
trường” lớn. Hiện nay trên địa bàn thành phố luôn có hơn 1.000 công trình xây
dựng lớn nhỏ được thi công, gây ô nhiễm bụi cả khu vực rộng lớn. Ngoài ra, mỗi
tháng còn có khoảng 10.000 m2đường bị đào bới để thi công các công trình hạ
tầng kỹ thuật. Thành phố hiện nay có khoảng hơn 300 điểm tập trung buôn bán vật
liệu xây dựng. Mà phần lớn những điểm buôn bán không có đủ điều kiện kinh
doanh bảo đảm vệ sinh môi trường, diện tích nhỏ hẹp, không có hàng rào che chắn,
thường sử dụng vỉa hè làm nơi tập kết vật liệu, vì vậy luôn phát tán bụi vào môi
trường. Tất cả những nguyên nhân trên khiến cho tình trạng ô nhiễm bụi vẫn ở
mức cao.
Vận chuyển vật liệu xây dựng

1.3. Do hoạt động sinh hoạt và dịch vụ của cộng đồng
Môi trường không khí không chỉ bị ảnh hưởng bởi các yếu tố trên mà còn bị ảnh
hưởng bởi hoạt động sinh hoạt của người dân như: khí thải từ gia đình dùng bếp
than tổ ong để đun nấu (bình quân một gia đình tiêu thụ 2kg than/ngày, tức là 50 -
60kg/tháng) cũng đóng góp một phần đáng kể trong việc làm suy giảm chất lượng
môitrường không khí của Hà Nội. Hoạt động của làng nghề (gốm Bát Tràng, Triều
7
Khúc…), các cơ sở tiểu thủ công nghiệp nằm rải rác khắp các ngõ xóm, khu dân
cư(đặc biệt là khu vực ngoại thành) cũng gây ra những ảnh hưởng không nhỏ. Hoạt
động sinh hoạt, dịch vụ của người dân cũng thải ra một lượng rác rất lớn, lượng rác
tồn đọng lâu ngày không được thu rọn cũng gây ra ảnh hưởng đối với môi trường
không khí. Tất cả các hoạt động này gây ra những khó khăn cho việc kiểm soát và
giảm thiểu ô nhiễm môi trường không khí của thành phố.
Cảnh sinh hoạt của người dân
2. Do môi trường tự nhiên
- Ô nhiễm do hoạt động của núi lửa: hoạt động của núi lửa phun ra một lượng
khổng lồ các chất ô nhiễm như tro bụi.
- Ô nhiễm do cháy rừng: cháy rừng do các nguyên nhân tự nhiện cũng như các
hoạt động thiếu ý thức của con người.
- Ô nhiễm do bão cát: hiện tượng bão cát thường xảy ra ở những vùng đất trơ
và khô không có lớp phủ thực vật ngoài việc gây ra ô nhiễm bụi.
8
- Ô nhiễm do phân hủy các chất hữu cơ trong tự nhiên: Do quá trình lên men
các chất hữu cơ khu vực bãi rác, đầm lầy và thậm chí có cả các vi sinh vật.

Bụi sinh ra từ tự nhiên
III .Hệ quả
9
1 Sức khỏe con người
Ai cũng cảm nhận được ít nhiều về tác hại của hạt bụi, nhưng tác hại thực sự ghê

gớm của nó chính là cái giá phải trả cho nền công nghiệp hóa, cho sự phát triển của
khoa học. Đó là căn bệnh bụi phổi. Bụi khói thuốc lá có kích thước dưới 1 micron,
hàng năm giết chết hơn 300 nghìn người trên toàn thế giới, gấp 6 lần số người chết
vì tai nạn giao thông. Bụi Silic. Người làm ở mỏ than, nghề khoan đục đá, sản xuất
đồ gốm sứ, gạch ngói, xi măng, khai thác cát dễ mắc bệnh bụi phổi. Biến chứng
thường gặp nhất làm giảm phế nang, gây khó thở, suy hô hấp, viêm phế quản mạn
tính, viêm phổi cấp tính, tâm phế mạn, tràn khí màn phổi làm chết người.
Ngoài ra, nó là chất được công nhận gây ung thư phổi, ung thư dạ dày, thanh quản,
thận
Ô nhiễm môi trường không khí
2 Ảnh hưởng đến môi trường
Gây ra các sự biến đổi về khí hậu và thiên tai như:
- Hiệu ứng nhà kính và hiện tượng nóng lên toàn cầu
10
+Sự tăng mực nước biển do băng tan làm tăng thể tích đại dương.
+Nhiệt độ tăng sẽ gây hậu quả nghiêm trọng đến nông nghiệp và hệ thống
sinh thái, cũng như làm trầm trọng thêm những vấn đề sa mạc hóa và sự
thiếu hụt nước.
- Mưa axít: gây tổn hại nghiêm trọng đến các cánh rừng và các hồ trở thành
một vấn đề môi trường quốc tế
- Suy giảm tầng ôzôn: khi tầng ôzôn bị phá hủy và mưc dộ ánh sang xuyên
qua trái đât tăng lên, nảy sinh các mối lo ngại về hậu quả liên quan đến môi
trường sinh thái
3. Ảnh hưởng đến các thiết bị điện tử
Ví dụ như: Laptop khá tiện lợi cho công việc di động, gọn nhẹ và dễ mang theo khi
đi công tác. Và thấp nhất sau hai năm sử dụng thì nó có thể đã bám khá nhiểu bụi
bẩn ở bên trong máy.
Ảnh hưởng của bụi đến các thiết bị điện tử
11
Vị trí bám nhiều bụi nhất được xác định là quạt tản nhiệt, và khi đó do bụi bám nên

hiệu năng giải nhiệt của nó sẽ bị giảm đáng kể làm cho laptop trở nên nóng hơn và
dễ gây tình trạng tắt máy đột ngột hay nguy hiểm hơn là gây cháy nổ từ bên trong.
IV. Một số thiết bị lọc bụi tân tiến khác
1. Máy lọc không khí Coways
Máy lọc không khí Coways mang lại không khí
trong lành và khỏe mạnh hàng ngày. Luồng
không khí mạnh mẽ và hoạt động cực kỳ yên
tĩnh, lý tưởng cho bất kỳ không gian sống nào.
Hệ thống lọc của COWAY tùy chỉnh cấu hình
để bảo vệ chống lại một loạt các nhân có hại
trong không khí, chất gây ô nhiễm và mùi hôi.
Chất lượng của công nghệ lọc không khí
Coways đã đạt được chứng nhận của các tổ
chức uy tín trong ngành công nghiệp như BAF,
SIAA, Energy Star và AAFA.
12
Dù được trang bị hệ thống lọc khí siêu
mỏng nhưng thiết bị lọc không khí Coway
cũng gồm 8 lớp lọc khác nhau với sự kết
hợp giữa công nghệ lọc A3 gồm 3 lớp có
thể loại bỏ vi khuẩn, bụi bẩn và khử mùi
khó chịu. Thử nghiệm cho thấy sự kết hợp
các công nghệ lọc trên đã loại bỏ tới 99% vi
khuẩn (là những vi khuẩn gây bệnh cúm và
viêm nhiễm đường hô hấp), 80% bụi bẩn và
40% các loại mùi khó chịu như khói thuốc
lá, mùi gas hoặc một số loại hôi mốc khác.
Ngoài ra các máy lọc khí thế hệ “siêu mỏng” này còn có rất nhiều tính năng
thân thiện môi trường và con người như vỏ được làm từ những vật liệu tái chế,
tiết kiệm điện (ở mức thấp nhất chỉ tiêu thụ hết 4,3W và cao nhất là 43W), độ

ồn thấp (cao nhất 48,4 dBA) và phím điều khiển đơn giản.
Có thể nói, với sự phát triển không ngừng
của nền kinh tế tri thức thì Coway ngày càng
có được những sản phẩm tốt hơn không chỉ
thuần túy về công năng sử dụng mà còn về
độ an toàn cho người sử dụng và môi trường
2. Máy lọc không khí Panasonic f-pxf35a
Hạt nanoe thâm nhập sâu vào mọi kết cấu bên
trong để bắt lấy vi khuẩn và chất gây dị ứng và
ngăn chặn đến 99,9% các tác nhân gây dị ứng.
Bộ lọc không khí tích hợp với công nghệ Super alleru-buster, Tinh chất trà xanh và
13
vi sinh kháng khuẩn. Lưu thông không khí 3D giúp lọc sạch hiệu quả các chất bụi
bẩn và mùi hôi trong nhà. Đèn báo mức ô nhiễm thay đổi trên bảng đèn để cho
thấy chất lượng không khí. Chế độ tự động tạo ra tốc độ hoạt động tương ứng với
mức độ ô nhiễm không khí. Chế độ Turbo có thể loại bỏ sự ô nhiễm tại cài đặt mặc
định trong 10 phút. Chế độ khi ngủ mang lại sự thoải mái, dễ chịu trong suốt 8 giờ.
Chế độ kiểm tra bộ lọc sẽ nhắc nhở khi đến thời hạn cần phải thay mới. Hiệu quả
cho kích cỡ phòng tối đa 26 m
2
.
V – Hộp xanh
1. Giới thiệu
1.1. Vật liệu
- 1 chai nhựa 1,5l
- 2 chai nhựa 350ml
- Giấy bạc nhôm
- 1 quạt tản nhiệt máy tính
- Vỏ lon nhôm
- Mạch tạo điện áp cao

- Biến áp xung trong tivi
+Biến áp xung là biến áp hoạt động ở tần số cao khoảng vài chục KHz
như biến áp trong các bộ nguồn xung , biến áp cao áp . lõi biến áp xung
làm bằng ferit , do hoạt động ở tần số cao nên biến áp xung cho công
xuất rất mạnh, so với biến áp nguồn thông thường có cùng trọng lượng
thì biến áp xung có thể cho công xuất mạnh gấp hàng chục lần.
14
.

Bộ biến áp xung trong tivi
+Biến áp xung biến đổi điện áp xung hay cường độ xung. Số vòng dây
của biến áp xung thường ít. Lõi của biến áp xung là ferit hay hợp kim
pemeloïd trong khi lõi của biến áp thường là thép silic. Biến áp xung
cộng các tín hiệu xung, biến đổi cực tính của các xung và lọc bỏ thành
phần một chiều của dòng điện. Biến áp xung làm tăng biên độ điện áp
hoặc dòng mà vẫn duy trì được dạng xung ban đầu, không bị méo.Độ
dài xung (ở các máy điều khiển tự động) vào khoảng 0.1 μs, ngắn hơn
chu kỳ của điện lưới hàng triệu lần, nghĩa là tần số lớn gấp hàng triệu
lần, đến MHz.
1.2. Cơ chế hoạt động
Bụi được hút vào cổng hút bụi nhờ một quạt tản nhiệt được lắp ở bên trên bộ
lọc bụi. Khi bụi đi vào trong sẽ chuyển động theo dòng lưu chuyển không
khí. Các hạt bụi to sẽ rơi xuống dưới đáy chai nhựa to nhờ phương pháp
buồng lắng và ly tâm. Các hạt bụi nhỏ tiếp tục chuyển động và được nhiễm
15
điện âm, khi đi vào bên trong chai nhỏ có các lớp vỏ lon nhôm mang điện
tích dương nhằm giữ các hạt bụi nhỏ ở đó. Không khí đã được lọc sẽ đi qua
quat tản nhiêt ở bên trên và đi ra ngoài môi trường. Còn những hạt bụi nhỏ ở
bên trong sau khi ngắt nguồn điện sẽ bị trung hòa về điện và rơi xuống dưới
đáy chai to cùng với các hạt bụi to. Công việc còn lại là mở lắp chai to và

lấy bụi ra ngoài.
1.3. Mục đích và ứng dụng
- Sử dụng nguyên liệu tái chế 100%. Và theo công văn mới của thủ
tướng chính phủ về quyết định thu hồi và sử lý sản phẩm thải bỏ đã
tạo điều kiện để sản xuất hộp xanh đại trà vì giá cả rất hợp lý, nắm bắt
xu thế thay đổi trong nước.
- Hộp xanh có kích thước nhỏ gọn có thể đặt phù hợp ở tất cả mọi nơi
như trường học, nhà ở các nơi công cộng như công viên hay trên các
con đường.
- Có năng suất lọc bụi trong không khí cao và sử dụng lâu dài.
- An toàn dễ sử dụng.
- Kết hợp và sử dụng rất nhiều các phương pháp lọc bụi được học trong
sách giáo khoa như: buồng lắng bụi, phương pháp lọc bụi ly tâm,
phương pháp lọc bụi tĩnh điện nên mang tính thí nghiệm và thực tế
cao.
2. Thí nghiệm
2.1. Qui trình lắp đặt
- Cắt phần cuối của cả hai loại chai nhựa(5 cm), lồng hai chai nhỏ
với nhau.
- Dùng vỏ lon nhôm cắt thành các dây răng cưa khoảng 20cm và dán
vào mặt ngoài 2 chai nhựa nhỏ đã được gắn với nhau.
16
Quạt tản nhiệt
Bình lọc và chứa bụi
Mạch tạo điện áp cao dùng biến áp xung
- Cố định chai nhỏ bên trong chai to, lắp đặt quạt tản nhiệt ở phần
cuối chai to đã được cắt, cắt một hình chữ nhật vừa đủ ở rìa vỏ chai
to.
- Nối hệ thống mạch điện vào chai.
2. 2. Quá trình thí nghiệm

- TN1: Lắp điện vào hai tấm vỏ lon đã được cắt cho nằm song song và
cách nhau một khoảng 5cm , tấm bên dưới mang điện tích âm, tấm trên
mang điện tích dương. Thả các hạt bụi vào tấm dưới, một lúc sau các
hạt bụi sẽ bị hút lên tấm bên trên
17
 Thí nghiệm thành công
- TN2 : thả các hạt bụi vào chai đã cắt sửa hoàn chỉnh nhằm xác định
dòng dịch chuyển của các hạt bụi.
 Thí nghiệm thành công.
- TN3 : nối chai với nguồn điện 220V nhằm thử nghiệm tổng thể hệ
thống.
 Thí nghiệm đã thất bại. Lý do : Điện bị hở, phóng điện yếu không
thể làm các hạt bụi bị nhiễm điện và hút chúng.
- TN4: sử dụng bộ mạch mới, bao gồm Mạch tạo điện áp cao và biến áp
xung trong tivi thay cho nguồn 220V bình thường tăng hiệu điện thế lên
2000V.
 Thí nghiệm thành công, ( mặc dù hiệu điện thế là 200V nhưng vẫn rất
an toàn do cường độ dòng điện nhỏ)
3. Tổng kết
• Ưu điểm:
- Sử dụng nguyên liệu tái chế 100%. Và theo công văn mới của thủ
tướng chính phủ về quyết định thu hồi và sử lý sản phẩm thải bỏ
18
đã tạo điều kiện để sản xuất hộp xanh đại trà vì giá cả rất hợp lý,
nắm bắt xu thế thay đổi trong nước.
- Hộp xanh có kích thước nhỏ gọn có thể đặt phù hợp ở tất cả mọi
nơi như trường học, nhà ở các nơi công cộng như công viên hay
trên các con đường.
- Có năng suất lọc bụi trong không khí cao và sử dụng lâu dài.
- An toàn dễ sử dụng.

- Kết hợp và sử dụng rất nhiều các phương pháp lọc bụi được học
trong sách giáo khoa như: buồng lắng bụi, phương pháp lọc bụi ly
tâm, phương pháp lọc bụi tĩnh điện nên mang tính thí nghiệm và
thực tế cao.
- Sau khi lọc khí thoát ra là khí ozon.
• Nhược điểm
-Chưa có số liệu thực tế lượng bụi hút được trong một ngày do chưa có điều
kiện đáp ứng thí nghiệm đo lượng bụi thu được trong một căn phòng trong
một ngày.
- Phạm vi hoạt động còn chưa lớn.
4. Tính mới
- Sử dụng nguyên liệu tái chế 100%. Và theo công văn mới của thủ tướng
chính phủ về quyết định thu hồi và sử lý sản phẩm thải bỏ đã tạo điều
kiện để sản xuất hộp xanh đại trà vì giá cả rất hợp lý, nắm bắt xu thế thay
đổi trong nước.
- Hộp xanh có kích thước nhỏ gọn có thể đặt phù hợp ở tất cả mọi nơi như
trường học, nhà ở các nơi công cộng như công viên hay trên các con
đường.
- Có năng suất lọc bụi trong không khí cao và sử dụng lâu dài.
- An toàn dễ sử dụng.
19
- Kết hợp và sử dụng rất nhiều các phương pháp lọc bụi được học trong
sách giáo khoa như: buồng lắng bụi, phương pháp lọc bụi ly tâm, phương
pháp lọc bụi tĩnh điện nên mang tính thí nghiệm và thực tế cao.
- Sau khi lọc xong khí xả ra là khí ozon(tác dụng ngoài dự kiến)
5. Phương hướng phát triển
- Có thể ứng dụng vào hệ thống quạt thông gió.
- Có thể lắp đặt thêm hệ thống năng lượng mặt trời nhằm tiết kiệm điện.
- Dẫn khí ozon để sử dụng các tác dụng của nó.
- Lắp thêm tính năng cài đặt giờ tự động ngừng lọc bụi.

- Lắp thêm hệ thống giảm tiếng ồn
20
VI. Một số tài liệu tham khảo
1. h,ps://www.google.com.vn/
2. h,p://www.linhkiendientu.co/2012/05/tac-dung-cua-bien-ap-xung.html
3. h,p://vi.wikipedia.org/wiki/
4.
5. />21
Mục lục
22