---

Các lớp Đại học Đ3 CNCK và Cơ điện tử; liên thông Đ4 đã bắt đầu học một môn mới, chưa từng được dạy ở các trường Cơ khí: Thiết kế cơ khí bằng phần mềm công nghiệp, gọi tắt là phần mềm công nghiệp.
Mục đích hoc:
- Học nâng cao kiến thức thiết kế cơ khí, củng cố các kiến thức thiết kế cơ khí đã và sẽ được học trong chương trình của ngành
- Học một công cụ thiết kế hiện đại : các phần mềm công nghiệp (trước đây chỉ 1 số tự tìm hiểu) để tính toán thiết kế và kiểm nghiệm tối ưu thiết kế;
- Học và phát triển tư duy sáng tạo trong chuyên ngành cơ khí
Nội dung:
Phần I. 1a. Thiết kế mô hình 3D bằng INVENTOR- kiến thức nền là hình họa vẽ kỹ thuật
           1b. Mô phỏng chuyển động bằng Dynamic Simulation - kiến thức nền nguyên lý máy
Phần II: 2.a. Tính toán thiết kế chi tiết máy bằng DESIGN ACCELERATOR - kiến thưc nền thiết kế chi tiết máy;
            2b. Tính toán kiểm nghiệm thiết kế bằng Streess ANALYSIS - kiến thức nền Sức bền vật liệu.
Yêu cầu:
- Học công cụ thiết kế gắn với các kiến thức chuyên ngành
+ Học vận dụng để làm các đồ án môn học, đồ án tốt nghiệp, thiết kế được các kết cấu bằng phương pháp hiện đại và công cụ tiên tiến;
+ Học vận dụng và nâng cao kiến thức thiết kế theo kịp trình độ khu vực. Tham gia các đề tài nghiên cứu khoa học.
Tháng 5/2011 sẽ tổ chức thi Ôlimpic Tuổi trẻ sáng tạo của Khoa Cơ khí.
Các cá nhân đăng ký;
Mỗi lớp sẽ tổ chức 1 đội nòng cốt, các thày sẽ ra đề và phụ đạo bồi dưỡng;
Rât mong Forum mở 1 mụcveef vấn đề này để trao đổi.
Chuyên mục mang tính khoa học nghiêm túc,
Rất mong các bạn sinh viên ngành Cơ khí học tốt và hưởng ứng.  ...

---

Bốn thế hệ lò phản ứng hạt nhân

Hiện thế giới đang nghiên cứu phát triển lò hạt nhân thế hệ IV với ưu thế tiết kiệm, hạn chế tối đa sự cố. Dù đem lại những lợi ích vô cùng to lớn như vậy nhưng thế giới vẫn dè dặt trong việc phát triển rộng rãi quy mô của các nhà máy điện hạt nhân ở mọi nước. Bởi nguồn năng lượng lớn của nguyên tử cũng là sự ẩn chứa một sức huỷ diệt khủng khiếp.


Các thế hệ lò phản ứng hạt nhân

Thế hệ lò phản ứng hạt nhân đầu tiên

Thế hệ lò phản ứng hạt nhân thứ nhất gồm có những lò như Shippingport của Mỹ; Dresden-1, Calder Hall-1, Magnox của Anh hay UNGG của Pháp. Phần lớn chúng đều đã hoặc đang được tháo dỡ do đã trở nên lỗi thời không còn hiệu quả cao và mức đảm bảo an toàn thấp. Các lò thuộc thế hệ này bắt nguồn từ những mẫu thiết kế ban đầu được phát triển để sử dụng trên tàu biển cuối những năm 1940. Thiết kế ban đầu có công suất khoảng 5.000 KW.

Lò hạt nhân thế hệ II
 
Hệ thống lò hạt nhân thế hệ II bắt đầu được vận hành vào những năm 1970. Lò thế hệ II gồm các kiểu lò PWR (Pressurized Water Reactor – lò nước áp lực) và BWR (Boiled Water Reactor – lò nước sôi); VVER và RBMK (lò năng lượng nước của Nga); CANDU nước nặng (của Canada, Ấn Độ); AGR...

Đa số được gọi là các lò nước nhẹ (LWR) do nó được sử dụng các phương pháp chủ động truyền thống bao gồm các tác động điện hoặc cơ khí thực hiện theo lệnh. Một số hệ thống còn được thiết kế vận hành theo kiểu thụ động làm việc khi có người điều khiển hoặc mất nguồn điện tự dùng. Đa số nhà máy điện hạt nhân trên thế giới đang vận hành theo công nghệ này và 2/3 số nhà máy đang xây dựng cũng theo mô hình thế hệ thứ II.

Lò hạt nhân thế hệ III
 
Các lò chuyển tiếp thế hệ III được phát triển trong những năm 1990 với ưu thế đặc thù là khả năng tự động cao hơn thế hệ II, công nghệ nhiên liệu được cải tiến, năng suất nhiệt cao, thiết kế gọn hơn, độ an toàn cao hơn. Nó vận hành mà không cần đòi hỏi sự can thiệp của người vận hành. Thêm vào đó, các thiết kế trọng lực hoặc đối lưu tự nhiên nâng cao khả năng tự bảo vệ của chúng dưới tác động của các sự cố đột ngột xảy ra mà vẫn cho hiệu suất điện cao hơn.
 
Nhà máy điện hạt nhân sử dụng lò phản ứng thế hệ III được xây dựng đầu tiên ở Nhật Bản. Phần Lan là nước duy nhất ở EU đang xây dựng một nhà máy điện hạt nhân thế hệ III EPR, mua của Pháp với giá ban đầu dự toán 2,5 tỷ Euro, sau đó, vì lý do an toàn phải chấp nhận tăng giá lên 4 tỷ Euro và chậm tiến độ 3 năm. Ngoài ra, hiện chỉ có Điện lực Pháp có dự kiến đặt mua một số lò thế hệ III EPR để thay thế các lò hết thời hạn vận hành vào khoảng các năm 2017-2022.
 
Thế hệ III+ là thế hệ lò phản ứng được trang bị những cải tiến về tính kinh tế và mức độ an toàn cao hơn thế hệ III.

Ưu điểm của các lò phản ứng hạt nhân thế hệ III so với các thế hệ trước là khả năng xảy ra sự cố ít hơn, khả năng sinh lãi lớn hơn do công suất được tăng lên tới 1600 MW và sử dụng nhiên liệu tiết kiệm hơn. Mỗi lò phản ứng thế hệ III sẽ giúp tiết kiệm 2 tỉ m3 khí đốt mỗi năm và góp phần giảm tới 11 triệu tấn khí thải CO2 so với việc sử dụng nguồn nhiên liệu truyền thống. Ngoài ra giá thành sản xuất điện bằng lò này rẻ hơn 30-50% so với sản xuất điện tại các nhà máy nhiệt điện.

Nhưng mặc dù các lò thế hệ III mới ra đời, nó lại đã được nhiều chuyên gia xem như đã lỗi thời vì cùng một kỹ thuật với các lò PWR. Giá thành xây dựng của các loại lò này thường cao hơn các loại thế hệ II khoảng 1,5 đến 2 lần (đơn giá cho 1 KW công suất khoảng 6.000 USD). Và chính điều đó đã thúc đẩy các nhà khoa học tiến tới các chương trình nghiên cứu về thế hệ lò phản ứng mới cho hiệu quả tối ưu hơn.

Lò hạt nhân thế hệ IV
 
Lò phản ứng hạt nhân thế hệ IV đang được 10 nước chung sức nghiên cứu trong khuôn khổ Hiệp định Forum International Generation (FIG), do Mỹ đề xướng từ năm 2000 với 6 kiểu lò (3 lò neutron nhanh, 3 lò nhiệt) đã được lựa chọn.
 
Các lò tương lai này có khuynh hướng tiến tới chu kỳ kín, nghĩa là các lò phải có khả năng đốt cháy phần lớn chất thải (lò nhanh) để đáp ứng 4 tiêu chuẩn chính là tiết kiệm tài nguyên; tiết kiệm về chu kỳ nhiên liệu; hạn chế chất thải phóng xạ; hạn chế sự lan rộng vũ khí nguyên tử.
 
Vì đang còn trong thời kỳ phôi thai, nên phần lớn các lò này, trên lý thuyết là an toàn hơn, nhưng chưa thể xuất hiện trên thị trường trước những năm 2035-2040, ngoại trừ một phiên bản của lò phản ứng nhiệt độ rất cao (VHTR) và được gọi là Nhà máy hạt nhân thế hệ mới (NGNP) sẽ được hoàn thành trong năm 2021.
 
Các công nghệ lò phản ứng hạt nhân đang được sử dụng phổ biến
 
Nói về công nghệ lò phản ứng thì hiện nay trên thế giới có 3 loại chủ yếu gồm công nghệ lò nước áp lực (PWR) chiếm 59,5%; công nghệ lò nước sôi (BWR) chiếm 20,8% và công nghệ lò nước nặng (PHWR) chiếm 7,7%.
 
Công nghệ lò nước áp lực PWR:
 
Phần lớn các nhà máy điện hạt nhân đều sử dụng công nghệ này. Trong lò áp lực PWR, nước làm mát chính được bơm dưới áp lực cao tới lò phản ứng hạt nhân. Sau đó, nước được nhiệt lượng sinh ra làm nóng lên và chuyển tới máy phát điện hơi nước. Nó chủ yếu được thiết kế cho các nhà máy điện hạt nhân trên tàu ngầm và nó được dùng trong thiết kế nhà máy điện thương mại đầu tiên là nhà máy điện hạt nhân tại Shippingport (Mỹ).
 
 PWR được dùng chủ yếu trong thế hệ lò phản ứng II.
 
 Lò phản ứng nước sôi BWR:
 
Đây là loại lò phản ứng hạt nhân tạo ra điện phổ biến thứ hai sau loại lò PWR. BWR được thiết kế bởi Phòng thí nghiệm quốc gia Idaho và Gereral Electric vào giữa thập niên 1950.
 
BWR sử dụng nước khử khoáng như là một chất làm mát và điều tiết nơtron. Nhiệt năng được tạo ra bởi sự phân nhiệt hạt nhân trong lõi lò phản ứng và đun sôi nước để nguội để sản xuất hơi nước. Hơi nước sẽ khởi động tuốc bin và sau đó lại được làm mát để trở về dạng nước lỏng. Nước này lại được chuyển tới lò phản ứng hạt nhân theo một vòng chu kỳ chuyển đổi liên tục như vậy.
 
Lò phản ứng nước nặng PHWR:

Các lò phản ứng dạng PHWR đươc sử dụng nước nặng (đơteri oxit D2O) để làm mát và điều phối nhiệt lượng. Nước nặng được giữ dưới áp lực để làm nóng mà không cần đun sôi. Chi phí sản xuất bằng nước nặng cao hơn so với chi phí sản xuất bằng nước nhẹ nhưng nó lại cho phép các lò phản ứng có thể hoạt động mà không có cơ sở làm giàu nhiên liệu (làm giàu uranium). Nó được xem như là phương thức để nâng cao năng lực cho các lò phản ứng khi sử dụng các chu trình nhiên liệu thay thế.
 
Nó được dùng trong các nhà máy điện hạt nhân sản xuất điện hạt nhân từ nhiên liệu hạt nhân. Nhà máy điện hạt nhân nước nặng đầu tiên trên thế giới là nhà máy điện hạt nhân CANDU của Canada được xây dựng bởi AECL.
 
Tương lai và rủi ro cho ngành điện thế giới
 
Theo tính toán của Cơ quan Năng lượng Thế giới, tới năm 2050 nhu cầu sử dụng điện của thế giới sẽ tăng lên gấp 3 lần so với hiện tại. Mức nhu cầu tiêu thụ ghê gớm đó không thể được đáp ứng đủ bằng các nguồn “năng lượng mới” như gió, mặt trời mặc dù các nguồn này có thể đóng vai trò quan trọng ở một số vùng nào đó.
 
Bên cạnh đó, các nguồn nguyên liệu truyền thống để sản xuất điện như than và nước đang ngày càng trở nên cạn dần do sự khai thác quá mức của con người và biến đổi khí hậu làm các nguồn nước trở nên cạn dần. Lượng khí thải lớn của các nhà máy này thải ra hàng ngày phá hoại bầu khí quyển Trái đất cũng đang làm đau đầu các tổ chức môi trường thế giới.
 
Những nhà máy điện hạt nhân sẽ là phiên bản thay thế hiệu quả cho nhu cầu điện của thế giới trong tương lai gần bởi khả năng cung cấp nguồn điện năng dồi dào, không thải khí độc hại vào bầu khí quyển, công nghệ ngày càng phát triển giúp tận dụng tối đa nguồn nguyên liệu sản xuất. Mức độ an toàn ngày càng được nâng cao. Các nhà máy điện hạt nhân sẽ giúp tiết kiệm được 2,5 tỷ tấn CO2 thải vào khí quyển mỗi năm. Lượng chất thải của nó thải ra cũng rất nhỏ chỉ chiếm 1% so với tổng lượng chất thải của ngành công nghiệp sản xuất điện.
 
Mặc dù đem lại những lợi ích vô cùng to lớn như vậy nhưng thế giới vẫn dè dặt trong việc phát triển rộng rãi quy mô của các nhà máy điện hạt nhân ở mọi nước. Bởi nguồn năng lượng lớn của nguyên tử cũng là sự ẩn chứa một sức huỷ diệt khủng khiếp. Chỉ cần một lượng nhỏ chất phóng xạ bị rò rỉ thôi thì hậu quả của nó cũng không thể lường hết được.

Nguồn đọc thêm: http://www.xaluan.com/modules.php?name=News&file=article&sid=150854#ixzz0rf9xrvmh
...

---

Thomas Edison and Joseph Swan

Gần 40 đã trôi qua kể từ khi Thomas Editon (người Mỹ) chế tạo ra máy phát điện một chiều (DC). Mọi người còn biết đến nhiều phát minh của Edition như máy quay đĩa, máy điện báo. Năm 1878, Joseph Swan, nhà khoa học người Anh đã chế tạo mộtđèn điện sử dụng sợi than trong chân không. 12 tháng sau, Edison cũng có một khám phá tương tự ở Mỹ.

Sau đó, Swan và Edition cùng nhau thành lập một công ty để sản xuất đèn điện đầu tiên.

Edition đã sử dụng máy phát điện một chiều (DC) để thắp sáng phòng thí nghiệm của ông và sau đó dùng đèn điện để chiếu sáng thành phố New York vào tháng 9 năm 1882. Tuy nhiên, các nhà khoa học khác ở châu Âu và Mỹ nhận ra rằng DC có nhiều bất lợi.



George Westinghouse and Nikola Tesla
Westinghouse là nhà phát minh và nhà tư bản công nghiệp nổi tiếng người Mỹ, người đã mua và phát triển động cơ của Nikola Tesla để tạo ra dòng điện xoay chiều (AC). Công việc của Westinghouse, Tesla và nhiều người khác đã dần dần thuyết phục xã hội Mỹ chấp nhận rằng tương lai dành cho AC hơn là DC.

James Watt

James Watt (sinh năm 1736) là nhà phát minh động cơ làm ngưng hơi người Xcotlen. Khi máy phát điện của Edison kết hợp với động cơ hơi nước (steam engine) của Watt, nguồn điện quy mô lớn trở thành một nhiệm vụ thiết thực. Những cải tiến về động cơ hơi nước của ông đã được cấp bằng sáng chế hơn 15 năm, bắt đầu từ năm 1769 và tên tuổi của ông đã được lấy làm tên của một đơn vị điện là Watt (W).



Động cơ của Watt sử dụng pitông chuyển động qua lại, tuy nhiên các trạm nhiệt điện ngày nay lại sử dụng tuabin hơi nước, theo chu trình Rankline do William J.M Rankine (kĩ sư nổi tiếng người Xcôtlen khác) phát triển năm 1859.

Andre Ampere and George Ohm

Andre Marie Ampere, nhà toán học người Pháp đã dành trọn đời mình để nghiên cứu điện và từ tính, là người đầu tiên giải thích thuyết điện - động lực (electro-dynamic). Hiện nay, tên của Ampere được đặt cho một đơn vị dòng điện để tưởng nhớ đến ông.



George Simon Ohm, nhà toán học và vật lí học người Đức, là giáo viên một trường đại học ở Cologne. Những học thuyết của ông không được các nhà khoa học Đức chấp nhận nhưng nghiên cứu của ông lại được người Anh nhận ra và năm 1841 ông được nhận huy chương Copley. Tên tuổi của ông cũng được đặt cho đơn vị điện trở.
...

---

Hai nhà khoa học Markus Mueller và Alasdair McDonald đã giải quyết vấn đề đau đầu nhất đối với ngành công nghiệp phong điện hiện nay, đó là máy phát điện chạy bằng sức gió, hiện giá thành vẫn quá cao, hoạt động thiếu ổn định và hiệu suất khai thác thấp, chưa thể được ứng dụng phổ biến trong cuộc sống.

 

Tuabin của các thế hệ máy phát điện sức gió hiện nay có cánh quạt được nối với thiết bị phát điện thông qua một hộp số. Do được lắp đặt chủ yếu ở ngoài biển, trong điều kiện thời tiết xấu, hệ thống này rất dễ bị hư hại và việc khắc phục chúng cực kỳ tốn kém.

 

Các nhà khoa học đã phát minh một kết cấu mới cho phép gắn cánh quạt trực tiếp với máy phát, qua đó giảm được trọng lượng của máy phát tới một nửa và việc lắp đặt trở nên dễ dàng hơn nhiều. Khi máy phát điện sức gió rẻ hơn, chúng sẽ được lắp đặt phổ biến không chỉ ở ngoài khơi, mà cả trong đất liền.

 

Hai nhà khoa học trên đã thành lập một công ty có tên NGen Tec để thương mại hóa phát minh của mình. Trường Đại học Edinburgh đã mua 17,5% cổ phần và hy vọng đây sẽ là doanh nghiệp trực thuộc mang lại nhiều lợi nhuận nhất.

 ...