Оформление расчетно-пояснительной записки. Содержание курсового проекта, страница 5

2.8.5 Расчет массы машины, оборудования

Массу машины определяют по формуле

, где – объем всех деталей;

– плотность металла, равная для стали 7800 кг/м³.

Объем сложной по своей форме детали определяют расчетным путем с помощью условной разбивки детали на простые (элементарные) фигуры (сплошной и полый цилиндры, усеченные конусы и т. п.).

2.8.6 Энергетический расчет

Потребляемую электродвигателем мощность определяют по формуле

, где – мощность, снимаемая с вала электродвигателя;

– коэффициент полезного действия электродвигателя, равный для асинхронных трехфазных электродвигателей 0,84-0,96, причем большие значения относятся к электродвигателям большей мощности.

Мощность на валу электродвигателя определяют с учетом КПД передачи  как

, где – мощность, потребная для привода рабочих органов машины, аппарата.

Обычно, мощность  складывается из нескольких составляющих, например, на сообщение продукту кинетической энергии, совершение работы резания, трение в подшипниках и аэродинамическое трение и др.

Если в качестве машины выступает насос, вентилятор, то

, где – полезная мощность, развиваемая машиной;

– коэффициент полезного действия машины. Для центробежных насосов = 0,7–0,9.

Для насосов и воздуходувок полезная мощность равна

, где – давление, развиваемое насосом, воздуходувкой, Па;

– объемный расход нагнетаемой среды, м³/с.

Давление  определяется путем гидравлического расчета аппарата, трубопровода с учетом потерь напора на местных сопротивлениях и по длине.

2.8.7 Выбор критерия оптимизации

Экономическая целесообразность того или иного нового оборудования возможна при достижении минимума принятого критерия оптимизации

.

В качестве критерия оптимизации наиболее целесообразен выбор приведенных затрат, т. е.

.

Если с внедрением новой техники изменяется количество или качество продукции, то в составе критерия оптимизации следует учесть стоимость продукции

;

, где – цена реализации продукции;

– количество полученной продукции за год.

Очевидно, что в данном случае критерий оптимизации принимает отрицательные значения. Данное обстоятельство не является препятствием для решения задачи оптимизации . Чем меньше , тем меньше приведенные затраты, а полученный доход от реализации продукции выше. Можно принять и равнозначный критерий, учитывающий не только приведенные затраты, но и доход от реализации продукции, вида

.

Последний критерий положителен, является удельной величиной и характеризуюет приведенные затраты, приходящие на единицу стоимости полученной продукции. Если же качество продукции остается неизменным, то этот критерий эквивалентен следующему критерию

.

Рекомендуется критерий оптимизации рассчитывать в виде удельных значений затрат и дохода от реализации, приходящихся на единицу сырья или продукции.

Иногда задача оптимизации может свестись к минимизации металлоемкости аппарата или его энергоемкости.

От правильного выбора критерия оптимизации зависят искомые оптимальные конструктивные (геометрические) и кинематические (скорость, частота вращения) параметры аппарата, а также технологические параметры процесса (температура, давление, концентрации, кратность расхода воды, флегмовое число, коэффициент рекуперации и др.).

2.8.8  Анализ факторов, принятые допущения

Здесь анализируются факторы (параметры), влияющие на процесс, возможность их учета в расчетах, обосновываются принятые допущения.

Проектирование аппарата определенной конструкции заключается в определении основных его параметров. Ими могут быть геометрические размеры аппарата, рабочая площадь поверхности теплообмена, количество тарелок, частота вращения рабочего органа, кратность расхода тепло- хладоносителя, массовый расход адсорбента, абсорбента, экстрагента, коэффициент рекуперации, флегмовое число, давление греющего пара или его температура и т. д. Особое положение  из основных определяемых параметров занимает критерий оптимизации. Кроме основных параметров имеются второстепенные параметры (скорости движения сред, конечная температура тепло- хладоносителя, коэффициенты гидравлического трения, критерии Рейнольдса, Нуссельта, Био, Фурье, Эйлера; коэффициенты теплоотдачи и теплопередачи; коэффициенты массоотдачи и массопередачи, мощность привода, масса деталей и многие другие), которые с одной стороны  влияют на процесс и основные определяемые параметры, а с другой стороны сами зависят от многих факторов. Большинство из этих параметров могут быть функционально выражены через другие параметры. Обозначим все определяемые параметры через x₁, …, x_n.