BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH - - KHĨA LUẬN TỐT NGHIỆP NGHIÊN CỨU MỘT SỐ THƠNG SỐ CÔNG NGHỆ LÀM GIẢM KHẢ NĂNG CHÁY CỦA GỖ THÔNG Họ tên sinh viên: NGUYỄN THANH TUẤN Ngành: CHẾ BIẾN LÂM SẢN Niên khóa: 2006 – 2010 Tháng 7/2010 -1- NGHIÊN CỨU MỘT SỐ THÔNG SỐ CÔNG NGHỆ LÀM GIẢM KHẢ NĂNG CHÁY CỦA GỖ THÔNG - - Tác giả NGUYỄN THANH TUẤN Khóa luận đệ trình để đáp ứng yêu cầu cấp Kỹ sư ngành Chế Biến Lâm Sản Giáo viên hướng dẫn: TS HOÀNG THỊ THANH HƯƠNG Tháng 07 năm 2010 -i- CẢM TẠ Để hoàn thành tốt đề tài hôm xin chân thành cảm ơn: Cảm ơn cha mẹ, người sinh thành nuôi dưỡng đền ngày hôm nay, tạo kiện tốt tinh thần vật chất để học tập hoàn thành luận văn tốt nghiệp Toàn thể thầy trường Đại Học Nơng Lâm Thành Phố Hồ Chí Minh, thầy cô khoa Lâm Nghiệp môn Chế Biến Lâm Sản giảng dạy truyền đạt kiến thức năm tháng theo học trường TS Hoàng Thị Thanh Hương – giáo viên hướng dẫn, người trực tiếp hướng dẫn, giúp đỡ tận tình cho tơi suốt thời gian thưc đề tài Ban giám đốc công ty TNHH Trường Tiền tạo điều kiện tốt gia công mẫu thí nghiệm dùng đề tài Trung tâm nghiên cứu chế biến lâm sản – giấy bột giấy giúp tơi kiểm tra tính chất lý gỗ thơng sau xử lý chậm cháy Tập thể lớp Chế Biến Lâm Sản K32 bạn bè động viên, giúp đỡ thời gian học tập làm luận văn tốt nghiệp trường Trân trọng cảm ơn Nguyễn Thanh Tuấn -ii- TÓM TẮT Đề tài: “ Nghiên cứu số thông số công nghệ làm giảm khả cháy gỗ thông” Thời gian thực hiện: 15/03/2010 đến 15/07/2010 Địa điểm: Phòng thí nghiệm mơn Chế Biến Lâm Sản – khoa Lâm Nghiệp – trường Đại học Nơng Lâm thành phố Hồ Chí Minh Loại hóa chất dùng thí nghiệm Na2B4O7.10H2O 47,5%, H3BO3 47,5%, Na2CO3 2%, Na2Cr2O7 3% Thí nghiệm bố trí theo phương pháp qui hoạch thực nghiệm Kết đạt được:  Hàm hồi quy tương quan dạng mã hoá: YTGBL = 69,45678 + 2,2018.X1 + 1,383441.X2 − 1,27842X12 − 0,89111X22 YTTTL = 17,07344 − 2,08519.X1 − 1,71538.X2 + 0,9575X1.X2 + 0,884626X12 + 0,897201.X22  Hàm hồi qui tương quan dạng thực: YTGBL = 47,769187 + 1,463096.T + 3,36505.K − 0,051137.T2 − 0,22278.K2 YTTKL = 43,74828 − 1,69924.T − 4,49122.K + 0,09575.T.K + 0,035385T2 + 0,2243.K2 Giá trị tối ưu thơng số cơng nghệ nồng độ hố chất thời gian ngâm sau:  Nồng độ hoá chất: s10%  Thời gian ngâm: Giá trị tối ưu tiêu thời gian bắt lửa (giây) tỷ lệ tổn thất khối lượng (%) sau: Thời gian bắt lửa: 69,45678 ( giây) Tỷ lệ tổn thất khối lượng: 17,07344 (%) -iii- MỤC LỤC Trang tựa i CẢM TẠ ii TÓM TẮT iii MỤC LỤC iv DANH SÁCH CÁC CHỮ VIẾT TẮT vii DANH SÁCH CÁC BẢNG viii DANH SÁCH CÁC HÌNH ix Chương : MỞ ĐẦU 1.1 Tính cấp thiết đề tài 1.2 Mục tiêu mục đích nghiên cứu 1.2.1 Mục tiêu nghiên cứu 1.3 Ý nghĩa khoa học thực tiễn đề tài 1.3.1 Ý nghĩa khoa học .3 1.3.2 Ý nghĩa thực tiễn .3 1.4 Đối tượng nghiên cứu .3 Chương : TỔNG QUAN 2.1 Tình hình nghiêu cứu chống cháy giới 2.2 Tình hình nghiên cứu chống cháy Việt Nam 2.3 Nhận xét chung tình hình nghiên cứu 10 2.4 Cơ sở lý thuyết trình nghiên cứu 11 2.4.1 Bốn dạng hình thái cháy 11 2.4.2 Một số thuật ngữ dùng nghiên cứu chống cháy gỗ 11 2.4.3 Quá trình cháy gỗ 12 2.4.4 Cơ chế chống cháy cho gỗ .15 2.4.4.1 Lý luận cản trở trình cháy 15 2.4.4.2 Lý luận tác động nhiệt 15 2.4.4.3 Lý luận làm lỗng khí cháy .16 2.4.4.4 Lý luận bẫy gốc tự 16 2.4.4.5 Lý luận chống cháy hoá học 16 2.4.5 Các chất chống cháy phụ gia chống cháy 16 -iv- 2.4.5.1 Phân loại chất chống cháy 17 2.4.5.2 Các chất phụ gia ( xúc tác) 19 2.4.6 Phân tích chế chống cháy chất chống cháy 20 Chương : NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 24 3.1 Nội dung nghiên cứu 24 3.2 Các phương pháp nghiên cứu 24 3.2.1 Phương pháp nghiên cứu lý thuyết 24 3.2.2 Phương pháp nghiên cứu thực nghiệm .24 3.2.2.1 Phương pháp nghiên cứu thăm dò 24 3.2.2.2 Phương pháp nghiên cứu thực nghiệm xử lý chống cháy gỗ .26 3.2.3 Phương pháp xử lý số liệu .32 3.2.4 Các phương pháp công nghệ xử lý chống cháy cho gỗ 32 3.2.4.1 Phương pháp xử lý bề mặt 32 3.2.4.2 Phương pháp ngâm tẩm hoá học 33 3.2.5 Các tiêu đánh giá khả chống cháy .33 3.2.6 Các phương pháp kiểm tra khả chống cháy 34 3.3 Vật liệu thí nghiệm 35 3.3.1 Gỗ thông ba 35 3.3.2 Hóa chất 36 3.4 Thiết bị dụng cụ thí nghiệm .37 Chương : KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 38 4.1 Kết nghiên cứu .38 4.1.1 Tỷ lệ tổn thất khối lượng thời gian bắt lửa gỗ thông .38 4.1.2 Kết nghiên cứu thăm dò .39 4.1.3 Kết nghiên cứu thực nghiệm 41 4.1.3.1 Xây dựng phương trình tương quan dạng mã hóa 41 4.1.3.2 Kiểm tra hệ số hồi quy tương thích mơ hình 42 4.1.3.3 Chuyển mơ hình dạng thực 46 4.1.3.4 Phân tích mức độ ảnh hưởng thông số đầu vào đến thông số đầu 47 4.2 Xác định thông số tối ưu 47 -v- 4.2.1 Xác định thơng số tối ưu hóa hàm mục tiêu 50 4.2.2 Xác định thơng số tối ưu hóa hàm đa mục tiêu .50 4.3: Kiểm tra độ bền uốn tĩnh gỗ thông sau ngâm tẩm chất chống cháy 55 4.4 Nhận xét – đánh giá kết nghiên cứu 55 4.5 Kết giá trị thông số công nghệ 56 4.6 Đề xuất giải pháp cơng nghệ phòng chống cháy cho gỗ Thông 56 Chương : KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 58 5.1 Kết luận 58 5.2 Kiến nghị 59 TÀI LIỆU THAM KHẢO .60 -vi- DANH SÁCH CÁC CHỮ VIẾT TẮT TTKL: Tổn thất khối lượng TGBL: Thời gian bắt lửa PCCC: Phòng cháy chữa cháy h: Giờ s: Giây C: Nồng độ (%) Tn: Thời gian ngâm T: Thời gian bắt lửa (TGBL) K: Tỷ lệ tổn thất khối lượng (TTKL) HC: Hợp chất SLLL: Số lần lặp lại TN: Thí nghiệm Ylt: Giá trị lý thuyêt Ytn: Giá trị thực nghiệm TB: Trung bình STT: Số thứ tự -vii- DANH SÁCH CÁC BẢNG Bảng 2.1 : So sánh tính hồ tan nước vài hợp chất Bo 22 Bảng 3.1: Kế hoạch thí nghiệm thăm dò loại hợp chất chống cháy 25 Bảng 3.2: Bảng dự kiến thông số đầu vào thông số đầu 28 Bảng 3.3: Các mức bước thay đổi thơng số thí nghiệm 31 Bảng 3.4: Ma trận thí nghiệm gỗ thông chậm cháy 31 Bảng 3.5 Các hạng mục đo đạc khả chống cháy 35 Bảng 3.6: Một số hợp chất chống cháy 36 Bảng 4.1: Kết thực nghiệm thời gian bắt lửa tỷ lệ tổn thất khối lượng 38 Bảng 4.2: Kết thí nghiệm tiêu thăm dò công thức 39 Bảng 4.3: Bảng số liệu tiêu thăm dò công thức 40 Bảng 4.4: Bảng số liệu tiêu thăm dò công thức 40 Bảng 4.5: Bảng giá trị thực nghiệm yếu tố đầu 41 Bảng 4.6: Bảng giá trị Ti hàm Y1 42 Bảng 4.7: Bảng kết thời gian bắt lửa lý thuyết (Y1lt) 44 Bảng 4.8: Bảng giá trị Ti hàm Y2 45 Bảng 4.9: Bảng kết tỷ lệ tổn thất khối lượng lý thuyết (Y1lt) 46 Bảng 4.10: Kết tính tốn tối ưu hàm mục tiêu 50 Bảng 4.11: Kết tối ưu hàm hai mục tiêu 53 Bảng 4.12: Ứng suất uốn tĩnh mẫu gỗ đối chứng .55 Bảng 4.13: Ứng suất uốn tĩnh mẫu gỗ sau ngâm hóa chất chống cháy 55 Bảng 4.14: Bảng tổng hợp giá trị thông số công nghệ 56 -viii- DANH SÁCH CÁC HÌNH Hình 1.1: Cấu tạo thô đại gỗ thông ba Hình 1.2: Cấu tạo hiển vi gỗ thông ba Hình 3.1: Mẫu gỗ thí nghiệm 35 Hình 3.2: Hình ảnh số dụng cụ thí nghiệm 37 Hình 4.1: Biểu đồ tương thích mơ hình lý thuyết với thực nghiệm hàm Y1 43 Hình 4.2: Biểu đồ tương tích mơ hình lý thuyết với thực nghiệm hàm Y2 46 Hình 4.3: Đồ thị so sánh điểm thực nghiệm với lý thuyết hàm YTGBL 47 Hình 4.4: Đồ thị thể mức độ ảnh hưởng hệ số hồi qui đến hàm YTGBL 48 Hình 4.5: Đồ thị so sánh điểm thực nghiệm với lý thuyết hàm YTTKL 48 Hình 4.6: Đồ thị thể mức độ ảnh hưởng hệ số hồi qui đến hàm YTTKL 48 Hình 4.7: Biểu đồ quan hệ C – Tn – T 49 Hình 4.8: Biểu đồ quan hệ C – Tn – K 49 Hình 4.9: Mẫu gỗ kiểm tra độ bền uốn tĩnh .54 Hình 4.10: Kiểm tra độ bền uốn tĩnh 54 Hình 4.11: Sơ đồ công nghệ xử lý gỗ thông chậm cháy 56 -ix- -62- PHẦN PHỤ LỤC PHỤ LỤC Kết phân tích thống kê hàm Y1 SUMMARY OUTPUT Regression Statistics Multiple 0.97537 R 0.95135 R Square Adjusted 0.91892 R Square Standard 0.74276 Error Observati ons 11 ANOVA df Regressi on Residual Total 10 Intercept Coeffici ents 69.4567 X1 X2 2.2018 1.38344 X11 1.27842 X22 0.89111 SS 64.735 49 3.3101 68.045 65 Standa rd Error 0.4288 28 0.2629 97 0.2629 97 Significa MS F nce F 16.183 29.334 0.00044 87 91 0.5516 93 Pt Stat value 161.96 3.74E89 12 8.3719 0.0001 59 58 5.2602 0.0019 01 0.3138 4.0736 0.0065 24 49 0.3138 2.8395 0.0295 24 85 Lower 95% 68.4074 Upper 95% 70.506 09 2.8453 1.55827 31 2.0269 0.73991 71 0.5105 -2.04632 0.1232 -1.65901 Lower 95,0% 68.407 48 1.5582 0.7399 2.0463 1.6590 Upper 95,0% 70.506 09 2.8453 31 2.0269 71 0.5105 0.1232 PHỤ LỤC Kết phân tích thống kê hàm Y2 SUMMARY OUTPUT Regression Statistics Multiple R 0.98195 0.96422 R Square Adjusted 0.92845 R Square Standard 0.71400 Error Observati ons 11 -1 1.41 -1 -1 -1.41 0 1.41 -1.41 0 0 0 Lower 95,0% 16.013 77 2.7350 2.3652 0.0397 91 0.1091 44 0.1217 19 Upper 95,0% 18.133 1.4353 1.0654 1.8752 09 1.6601 09 1.6726 84 ANOVA Significa df SS MS F nce F Regressio 68.704 13.740 26.953 0.00126 n 83 97 2.5490 0.5098 Residual 42 08 71.253 Total 10 87 Standa Coeffici rd PLower ents value 95% Error t Stat 17.0734 0.4122 41.417 1.55E- 16.0137 Intercept 28 43 07 0.2528 8.2478 0.0004 X1 -2.08519 17 27 -2.73508 0.2528 6.7850 0.0010 X2 -1.71538 17 58 -2.36526 0.3570 2.6820 0.0437 0.03979 X12 0.9575 04 13 0.88462 0.3016 2.9323 0.0325 0.10914 X11 76 73 43 0.89720 0.3016 2.9740 0.0310 0.12171 X22 76 56 12 Upper 95% 18.133 1.4353 1.0654 1.8752 09 1.6601 09 1.6726 84 PHỤ LỤC Tối ưu hoá hàm Y1 Target Cell (Max) Cell Name Original Value Final Value $L$54 Y1 69.4567844 70.94175838 Adjustable Cells Cell Name Original Value Final Value $J$54 X1 0.861142123 $K$54 X2 0.776242093 Cell Name Cell Value Formula $J$54 X1 0.861142123 $J$54 X1 0.861142123 $K$54 X2 0.776242093 $K$54 X2 0.776242093 Constraints Status Not $J$54>=-1.41 Binding Not $J$54