Реферат: Расчет и проектирование пастеризатора сливок трубчатого типа

3.3.25 Вычисляем удельные приведенные затраты, которые принимаются в качестве критерия оптимизации,

, (3.23)

где V_п – годовой объем пастеризованных сливок, равный

V_п = Т_{го д} · М _сл ·к_т = 1186 ·0,6667·3,6·0,942 =2682 т ,

где к_т – коэффициент, учитывающий затраты времени на пуско-наладочные работы и промывку оборудования, принимаем равным 0,942.

Минимизация критерия оптимизации позволит определить конструктивные оптимальные параметры кожухотрубного теплообменника.

МППЖ 06.17.00 ПЗ Лист 19 Изм. Лист № докум. Подпись Дата

3.4 Исследование целевой функции и выбор оптимального варианта

Так как необходимо рассчитать пастеризатор таким образом, чтобы при нужном тепловом потоке приведенные затраты были минимальны, необходимо произвести расчет при различных значениях конструктивных параметров пастеризатора, т.е. диаметре трубок d _вн и количестве трубок n . Значениями этих параметров поочередно варьируем с постоянным и малым шагом, а затем выбираем оптимальный вариант по определяемому критерию Кр . Так реализуется метод многомерной оптимизации циклического покоординатного спуска. Для такого многократного расчета используем программу MicrosoftExcel. Для расчета задаемся начальной температурой сливок t _{сл н} = 6°С, конечной температурой сливок t _{сл к} = 95°С, производительностью пастеризатора Q = 0,000694 м³ /с, а также толщиной трубок δ _ст = 0,0015 м. На первом этапе при постоянном значении количества трубок n изменяем значение внутреннего диаметра трубок d _вн . Затем при постоянном значении d _вн , соответствующем минимальным приведенным затратам, варьируем значением n . В результате расчетов определяются конструктивные параметры, соответствующие минимальным приведенным затратам. Результаты расчетов приведены в таблицах приложений А и Б. Согласно данным этих таблиц строим графики зависимости приведенных затрат от варьируемых параметров d _вн и n на формате А1 графического материала (лист МППЖ 06.17.01 Г). Анализ полученных кривых позволил установить, что при различном отношении цены металла к цене электроэнергии оптимальные размеры диаметра трубок варьируют не в широких пределах и составляют 16 – 18 мм, а оптимальное число труб равно 19.

По рассчитанным конструктивным параметрам выполняем рабочий чертеж трубчатого пастеризатора на форм