Комплексная оценка качества холодоаккумулирующих материалов Текст научной статьи по специальности «Энергетика и рациональное природопользование»

Граничные условия системы уравнений в точке разветвления трубопроводов х = 0.

Равенство давлений в точке разветвления

Рі = Р E = РВМ,

(15)

где рвм - давление, создаваемое воздуходувной машинои.

Производительность (массовый расход) воздуходувной машины

Оеи = " о? + аое +" оу

(16)

где - массовый расход воздуха, поступающего в г-й трубопровод;

Оу - потери воздуха в виде утечек (присосов).

Градиент скорости в точке разветвления

ду!

дх,

■ = 0 .

(17)

Граничные условия системы уравнений в точке расположения питателя х=1?р.

Производительность (массовый расход) питателя

0Р=0Р $ г) . (18)

Скорость ввода материала г -го питателя

у1=у1 (г) . (19)

Объемная доля газа в точке ввода материала г-го питателя

ор

(20)

Граничные условия системы уравнений в точке выхода воздуха из трубопровода х = .

Давление на выходе из трубопровода - для нагнетающей РПТС, на входе в трубопровод - для всасывающей равно атмосферному

Р, = Ра- (21)

Решение вышеописанной системы дифференциальных и алгебраических уравнений (1)-(11) с начальными (12)-(14) и граничными (15)-(21) условиями позволит получать динамические параметры РПТС. На основе последующего анализа возможно выявлять рациональные режимы работы, разрабатывать оборудование и проектировать РПТС с более высокими технико-экономическими показателями.

ЛИТЕРАТУРА

1. Штительман Б.А. Исследование и разработка автоматической системы регулирования скорости воздуха на границе ус -тойчивости процесса в пневмотранспортных установках мукомольных заводов: Автореф. дис. ... канд. техн. наук. - М.: МТИПП, 1975.

- 35 с.

2. Математическая модель процесса пневмотранспортной сети мукомольного завода / А.Т. Птушкин, М.В. Гусев, М.М. Фоми -чев и др. // Оборудование для мясомолочной, рыбной и мельнич -но-элеваторной промышленности. Экспресс-информ. - 1981. - № 4.

- С. 23-34.

3. Полухин А.И., Тантлевский А.В. Математическая модель разветвленной пневмотранспортной установки // Изв. вузов. Пищевая технология. - 1980. - № 6. - С. 78-82.

4. Бернштейн Я.М. Оптимизация автоматизированных разветвленных всасывающих пневмотранспортных установок муко -мольных заводов: Автореф. дис. ... канд. техн наук. - М., 1986. -25 с.

5. Тарасов В.П. Элементы теории однотрубной пнев-мотранспортной установки // Изв. вузов. Пищевая технология. -2005. - № 5-6. - С. 81-85.

6. Гликман Б.Ф. Математические модели пневмогидрав -лических систем. - М.: Наука. Гл. ред. физ .-мат. лит., 1986. - 386 с.

7. А. с. 1207939 СССР. Способ транспортирования сыпучих материалов / В.П. Тарасов, Ф.Г. Зуев, В.П. Коцюба // БИ. - 1986.

- № 4.

Кафедра машин и аппаратов пищевых производств

Поступила 08.06.07 г.

,= 1

і= 1

621.56

КОМПЛЕКСНАЯ ОЦЕНКА КА ЧЕСТВА ХОЛОДОАККУМУЛИР УЮЩИХ МА ТЕРИАЛОВ

В.Н. ДАНИЛИН, С.Г. ШАБАЛИНА, В.А. КАЧАНОВ,

А.Г. ДОЛЕСОВ

Кубанский государственный технологический университет

Анализ данных о холодоаккумулирующих материалах, проведенный с учетом комплекса характеристик, включающих их среднюю стоимость, теплопроводность, токсичность, позволяет судить о целесообразности развития производства и применения тех или иных материалов, а также о направлении исследований для повышения их эффективности. Нами рассмотрен подход к решению этих задач с применением ком-

плексной оценки качества, базирующейся на методе интегральной квалиметрической оценки [1].

Данный метод основан на математической оптимизации и описательной статистике с использованием базы данных экспертных систем. Основные принципы оптимизации производства и применения холодоаккумулирующих материалов: выбор материала, наиболее эффективного для использования в изделии; учет условий эксплуатации и эксплуатационной стойкости материала в заданных условиях; технико-экономические характеристики материала в данном изделии. При этом целесообразно использовать холодоаккумулирующие

материалы с наиболее высокими функциональными свойствами.

В систему показателей для полной оценки технических характеристик холодоаккумулирующих материалов рекомендуем включить показатели технических характеристик материала - коэффициент теплопроводности материала, температуру фазового перехода, теплоту фазового перехода; показатели, характеризующие временные параметры материалов, - сроки службы (долговечность), время, необходимое для изготовления материала; показатели качества холодоаккумулирующего материала - санитарно-гигиенические характеристики, стойкость к агрессивным средам, биостойкость и химическую стойкость; показатели, характеризующие пожаробезопасность холодоаккумулирующего материала - огнестойкость, горючесть материала, выделение токсических веществ; показатели технологичности холодоаккумулирующего материала

- условия изготовления, трудоемкость изготовления, удельный вес материала. В состав показателей для оценки экономической стороны применения холодоаккумулирующих материалов целесообразно включать их стоимостные показатели - стоимость 1 кг материала - и доступность - объемы производства холодоаккумулирующего материала в целом по стране.

Все эти критерии оценки обладают качественной разнородностью. Они имеют различные единицы измерения, весомость влияния и обладают прямой или обратной направленностью воздействия на обобщенный показатель оценки применения материалов. Интегральный критерий оценки ¥п применения холодоаккумулирующих материалов является функцией основных критериев

Рщ = АСт, Тш, К«, Тх„0,

где Сщ, Тщ, Кщ, Тхщ - основные критерии соответственно стоимости, технических, качественных и технологических характеристик г-го теплоизоляционного материала.

В свою очередь Тш, Тхп! являются функциями дифференциальных критериев

Т тт т—в тф®3 т^ф®3 тр€б)

Ш ^ I Ш ’ П! ’ П! ’ Ш ’ Ш Г

Тхп, _/(тхпрем ,тхщ).

В связи с этим задача сводится к определению ко-личест венной оценки дифференциальных и обобщенных критериев, которые имели бы сопоставимые общие единицы измерения, единый масштаб весомости влияния и области определенной направленности воздействий на интегральный критерий в зависимости от их значимости. Значимость влияния обобщенных критериев оценки холодоаккумулирующих материалов на интегральный критерий на основе теории квалиметрии выразили через коэффициенты весомости основных критериев Кв: КвС - цены теплоизоляционного материала; КвТ, КвК и КцТх - технических, качественных и технологических характеристик соответственно.

Одновременно с этими ввели коэффициенты весомости частных дифференциальных критериев оценки технических характеристик холодоаккумулирующих

материалов: жвТ - теплоемкостного показателя (коэффициента теплоемкости); ж—в - удельного веса материала; ж^ и ж“Т€з - температуры и теплоты фазового перехода соответственно; жрТб - количества рабочих циклов (обратимость) материала в деле.

Для определения технологических параметров хо -лодоаккумулирующего материала введены коэффициенты весомости частных дифференциальных критери-

врем

ев: жвТх - затраты времени на приготовление данного

вз

холодоаккумулирующего материала; жвТх - вязкости (текучести). Система оценочных критериев для сравнения холодоаккумулирующих материалов приведена на рис. 1.

Коэффициенты весомости установлены на основе данных экспертного опроса, которые обрабатывали методом математической статистики. Они выражены в относительных единицах и имеют значения от 0 до 1,0. Для экспертной оценки применения холодоаккумулирующих материалов использовали опыт их производителей и специалистов предприятий, давно применяющих холодоаккумулирующие материалы в производстве.

Комплексную оценку по интегральному методу 4 материалов: растворов сульфата N8, карбоната N8, бикарбоната N8, ацетата N8 - проводили по двум основным группам критериев - технических и стоимостных

- в несколько этапов. На первом этапе построили матрицу коэффициентов весомости общих и дифференциальных критериев оценки холодоаккумулирующих материалов. На втором проводили расчет показателей дифференциальных критериев оценки технических характеристик. Для этого установили коэффициенты весомости каждого дифференциального критерия оценки технических характеристик холодоаккумулирующих материалов. На третьем этапе осуществляли расчет показателей дифференциальных критериев оценки технологических характеристик. Общий показатель оценки технологичности холодоаккумулирующего материала определяли с учетом коэффициентов весомости каждого дифференциального критерия. На четвертом этапе была построена матрица критериев оценки применения материалов (табл. 1).

Рис. 1

X'--’ ч. ч ..1__

2

СугыНтГ4а к.'ірммН.'іТ Мч ЕШфЛЛЦЛТ Мч ЛіІ^ТчТ Мч

Рис. 2

Таблица 1

Критерий оценки Сульфат N8 Карбонат N8 Бикарбонат N8 Ацетат N8

С 0,50 0,50 0,40 0,40

Тх 0,35 0,60 0,40 0,25

К 0,30 0,04 0,04 0,01

Т 0,65 0,45 0,50 0,55

На пятом этапе были рассчитаны условные эффективности критериев оценки применения холодоаккумулирующих материалов путем построения матрицы эффективностей критериев оценки их применения (табл. 2).

Таблица 2

Условные эффективности критериев оценки Сульфат N8 Карбонат N8 Бикарбонат N8 Ацетат N8

Эс 0,80 0,80 1,00 1,00

Этх 0,65 0,93 0,78 0,54

Эк 0,10 0,25 0,25 1,00

Эт 0,53 1,00 0,87 0,73

На шестом этапе получили матрицу обобщенных критериев рейтинговой оценки холодоаккумулирующих материалов. Интегральный критерий составил для сульфата № 2,08; карбоната № 2,85; бикарбоната № 2,90; ацетата № 3,27.

Ранжированный ряд в этом случае выглядит следующим образом: ацетат N8, бикарбонат N8, карбонат N8, сульфат N8.

Для определения влияния стоимостного показателя на выбор материала провели дополнительную оценку, присвоив максимально высокий коэффициент весомости показателю стоимости. Матрица обобщенных критериев оценки холодоаккумулирующих материалов

выявила следующие значения: сульфат № 1,90; карбонат № 2,96; бикарбонат № 3,34; ацетат № 2,77.

В этом случае ранжированный ряд таков: бикарбо -нат N8, карбонат N8, ацетат N8, сульфат №.

На рис. 2 приведено сравнение рейтингов материалов по эксплуатационным и стоимостным показателям (критерий оценки: кривая 1 - технические характери -стики материала, 2 - стоимость 1 кг теплоаккумулирующего материала). Наиболее предпочтительно, как видно, применение бикарбоната N8. При сравнении в первом варианте он занял 2-е место, а во втором 1-е. Ацетат N8 получил суммарное 2-е место, при оценке технических характеристик и критерия стоимости холодоаккумулирующего материала - 1-е и 3-е места соответственно. Карбонат N8 занял по итогам оценки 3-е место, при оценке технических характеристик и критерия стоимости - 3-е и 2-е места соответственно. Самый низкий результат получил сульфат N8: 4-е место в обоих вариантах оценки.

Установили, что соотношение технических характеристик и стоимости бикарбоната N8 оптимально для его использования в качестве эффективной теплоизоляции. Ацетат N8 обладает наибольшей температурой плавления, но также и небольшой стоимостью, его рейтинг предпочтения непостоянен. Данный материал следует оценивать по интегральному методу, так как в этом случае можно максимально полно оценить его технические характеристики.

Наиболее целесообразно использование холодоак -кумулирующих материалов, сочетающих низкую цену и высокие технические характеристики. Результаты оценки могли измениться, если учитывать такие важные характеристики, как токсичность и технологичность, которым мы отдали достаточно малую весомость.

Таким образом, интегральную методику можно ис -пользовать для технико-экономического обоснования применения различных материалов, а также при комплексной оценке технико-экономических показателей различных изделий и услуг.

ЛИТЕРАТУРА

1. Фомин В.Н. Квалиметрия. Управление качеством. Сертификация. - М.: Ось-89, 2002. - 312 с.

Кафедра физической, коллоидной химии и управления качеством

Поступила 27.11.06 г.