CC BY
12
здiйснити лшшне перетворення початкового простору параметрiв з метою досягнення величини УПах •
Оцiнка ймовiрностi правильних класифiкацiй може бути представлена у виглядi цшьово! функцп:
У * = в (Р,У,8, {а}, { А}, [Б1}), (17)
де: {а} - множина вагових коефщенлв координат простору параметрiв; {А{} ,{В1} - множина точок клашв А i В навчально! вибiрки.
Дослiдження показали, що поверхня (17) випукла в областi оптимiза-
*
цп i конкретнi значення У обчислюються без помилок. Це робить можливим застосування одного з методiв адапцiйного оптимального планування експе-римеш!в-послщовного комплексного планування.
Отримане в процес оптимiзаци значення оцiнки ймовiрностi правильних класифшацш УПах визначаеться вщносною iнформативнiстю простору параметрiв• Мiнiмiзацiя опису навчально! вибiрки в заданому просторi пара-метрiв полягае в тому, що параметри з невеликими ваговими коефщентами а, як вiдрiзняються на 1-2 порядки, можна вилучити з розгляду.
Оскшьки замiри упродовж рiзних моментiв часу можна розглядати як самостшт параметри, то, вводячи на навчання замiри декiлькох часових пе-рерiзiв i проводячи оптимiзацiю отриманого простору, можна визначити ш-формативш моменти часу, якi визначатимуть необхщну тривалiсть скороче-них випробовувань.
УДК 674.05.055 Проф. В.В. Шостак, д-р техн. наук;
магктрант Р.Р. Климаш - НЛТУ УкраХни
ОПТИМВАЦ1Я РОЗМ1ЩЕННЯ КОЛЕКТОРА-ЗБ1РНИКА КУЩОВИХ АСП1РАЦ1ЙНИХ УСТАНОВОК
Для вирiшення питання оптимального мсця розмiщення колектора збiрника кущово! астрацшно! системи запропоновано застосувати пакет "Пошук рiшення" табличного редактора MS EXCEL. Розглянуто приклад такого застосування для дь ючого виробництва. Показано економiчну ефективнiсть оптимiзацii.
Ключов1 слова: оптимiзацiя, аспiрацiйна кущова установка, колектор, пошук рь шень, тиск.
Prof. V.V. Shostak; master's degree R.R. Klymash - NUFWT of Ukraine Optimization of placing of collector of collection of the sectional aspiration system
Application of package is offered "search of decision" of tabular redactor of MS EXCEL for the decision of question of optimum place of collector of the sectional aspiration system. The example of such application is considered for operating production. Economical efficiency of optimization is shown.
Keywords: optimization, sectional aspiration system, collector, search of decision, pressure.
Процес мехашчного оброблення деревини супроводжуеться значним видшенням тирси та пилу вщ технолопчного обладнання. Для забезпечення
нормальних санiтарних умов працi робiтникiв та видалення вiдходiв вiд дере-вообробного обладнання сьогодш здебiльшого застосовують асшрацшно-по-вiтроочищувальнi системи (АПС). На сьогодш вщома велика кiлькiсть р!зно-маштних конструкцiй АПС, проте найбiльшого розповсюдження набули спрощенi унiверсальнi аспiрацiйнi системи (кущов^ [1]. Попри 'х недолжи, такi як постiйний характер роботи, одночасне обслуговування велико'' кшь-кост обладнання, як працюючого, так i вимкненого в даний момент, таю системи мають просту конструкцш, що й зумовлюе ix широке застосування на деревообробних пiдприемстваx.
На сьогодш склалася ситуацiя, коли на асшращю повiтря вiд обладнання використовуеться до 50 % загально' кшькост електроенерги, що спо-живаеться шдприемством. Тому оптимiзацiя вiдомиx конструкцш АПУ та ii окремих вузлiв е важливим завданням.
Удосконалення сучасних АПС потребують такi вузли як стружко-приймачi, повiтроочишувальне обладнання, вентиляторш вузли, а також пи-тання оптим!заци розмiшення колектора кущово' установки. У цш роботi зроблено спробу дослщити питання оптимального його розмщення i чинни-кiв, якi на це впливають.
Розрахунок кущово' системи починаеться з аналiзу плану розмщення технолопчного обладнання i заповнення розрахунково' таблицi такими вихщ-ними даними як: мшмальна кiлькiсть повiтря, що вщтягуеться вiд приймачiв верстатiв; геометрична довжина вiдгалужень; мiнiмальна допустима швид-кiсть в трубопроводi. Пiд час проектування АПУ збiрник встановлюеться на плануванш теxнологiчного обладнання, як правило, з конструктивних м!рку-вань. У лiтературi [2] трапляються рекомендаци розмiщувати його в геомет-ричному центру проте змiст такого поняття не розкрито. Далi першою розра-ховуемо дшянку, яка найбiльше вiддалена вщ колектора i витрачае мiнiмальну кшьюсть повiтря. Подальший алгоритм розрахунку розкрито в [3].
Такий алгоритм розрахунку приводить до того, що у вшх вщгалужен-нях асшрацшно' системи, окр!м найбiльш вiддаленого, зростуть значення перепаду статичних тисюв. Неоптимальне розмiшення колектора також призво-дить до збшьшення сумарного спаду тиску, а значить i до гiдравлiчного опору асшрацшно' установки.
Метою ошгашзаци повинно бути зменшення сумарного спаду статичного тиску у вшх вщгалуженнях асшрацшно' установки, тому функщею оптим!за-ци повинна бути формула для визначення сумарного гiдравлiчного опору. У робот^ [4] отр /-го вiдгалуження астрацшно' системи визначають за формулою
АР = 2(X SZ)V2, (1)
2 d
де: X - коефщент тертя; L - довжина вщгалужень, м; d - дiаметр трубопроводу, м; р - густина повгтря, кг/м3; V - мшмальна допустима швидкiсть повгт-ря, м/с; ZZ - сума коефiцiентiв мюцевих опорiв.
Тод загальнi втрати можуть бути визначенi як функцiя оптишзаци у вигляд
АР = АРв + АРц ^ min, (2)
де: АРв - сумарт втрати тиску у вщгалуженнях, Па; АРц - втрати тиску у циклон!, Па.
n
ДРв = ^APBi, (3)
i=1
де: APei - втрати тиску в i-тому вiдгалуженнi; n - кшьюсть вiдгалужень.
Пiд час розв'язування задачi оптимiзащl необхiдно мiнiмiзувати зна-чення ДР. З появою нового програмного забезпечення полегшуеться пошук оптимального ршення тако! задачi. Так, у табличному редакторi MS Excel е пакет "Поиск решения", який призначений для виршення оптимiзацiйних задач. Алгоритм знаходження оптимального мюця розмщення колектора поля-гае у знаходженш мiнiмальних втрат тиску у вщгалуженнях. Виходячи з фор-мули (1), випливае
ДР = f(L). (4)
Таким чином за допомогою програми знаходимо точку розмщення колектора, при якш сума довжин вщгалужень була б мiнiмальною. У тд-програму заносяться координати обладнання, а тдпрограма визначае мюцез-находження колектора, при якому сума вщгалужень буде мшмальною.
B(X2,Y2) \ , ч
u 'и \ ' ' и ' ' и ' ' и ' ' L 4 ^^Tj^-^t^j ] 1 U2 /л(ХшК
у6 и 7 ^^/ у / б-4 X
Рис. 1. План обладнання дтьнищ цеху з нанесеною схемою астрацшноХ установки: А(Х; Y) - перший eapiaHm встановлення колектора; B(X; Y) - другий eapiaHm розмщення колектора
Застосуемо вказаний пакет для дослщження конкретного випадку. На основi викладеного вище, розглянемо асшрацшну систему в деревообробно-му цеху (рис. 1).
На дшьнищ встановлено обладнання: 1, 2 - круглопилковий верстати Ц-6; 3 - фрезувальний верстат ФС; 4 - с^чкопилковий верстат ЛС-40; 5 -свердлильно-пазувальний верстат СВПГ-2; 6 - шшшфувальний верстат ШлПС-5П; 7,9 - стрiчкошлiфувальнiй верстати ШлСЛ; 8 - шшшфувальний верстат Шл2В. Назви i характеристики верстатiв, що встановленi на дшьнищ, наведено в табл. 1.
Складемо табличний документ для визначення сумарного гiдравлiчно-го опору рис. 2.
Введемо функщю оптимiзащl, тобто в клггинку В16 заносимо формулу ЕР. Використовуемо команду "Поиск решения", рис. 3.
Табл. 1. Назви I характеристика деревообробного обладнання
Поз. на плат Назва верстата Марка Швидшсть потоку по-виряно! сум1ш1 Уопт, м/с Необхщ-ний об'ем вщсмок-тування Qн, м3/год Координати розмщення верстата
X У
1 Круглопилковий верстат Ц-6 17 840 28 9
2 Круглопилковий верстат Ц-6 17 840 23 6
3 Фрезерний верстат ФС 18 1350 23 9
4 Стр1чковопилковий верстат ЛС-40 17 435 16 8
5 Свердлильно-пазувальний верстат СВПГ-2 18 950 16 3
6 Шл1фувальний верстат ШлПС-5П 16 3000 13 7
7 Огр1чкошл1фувальний верстат ШлСЛ 16 1000 10 2
8 Шл1фувальний верстат Шл2В 16 707 6 9
9 Огр1чкошл1фувальний верстати ШлСЛ 16 1000 27 0,8
В19 -г =В14+С14+014+Е14+Р14+614+114+Л4+К14+Н14
А В С Е в Н К М
1
2 Характеристика астрацмних даних
3
4 Харктвриотики Ц-6 Ц-6 ФС ЛС-40 СВПГ-2 ШлПС-5П ШлСЛ Шл2В ШлСЛ Циклон Кол
5 Координата X 28,671 21,3 23,585 16,884 16,725 6 10,407 6,277 27,921 15,919 18,9493
6 Координата У 9,244 6,3 9,348 8,448 3,33 6 2,761 9,397 8,815 12,597 7,964675
7 Швидгаоть повп"ря .V 17 17 18 17 18 16 16 16 16 17
В Витрата повпря, О 340 840 1350 435 950 3009 1000 707 1000 10122
9 Дтметр вщгал.Л 0,13223 0,13223 0,162909 0,095156 0,136659 0,257581 0,148715 0,125044 0,148715 0,45991 1
10 Довжина вщгал., 1_к 10,8513 3,347705 5,995979 1,803266 3,959686 12,08773 8,76336 11,9756 1 1,69989 5,841312
11 Число РвинольдоаДе 150866,1 150866,1 196802,6 108566,7 165091,9 276597,5 159693,6 134275,7 159693,6 523703,3
12 Коеф.тертяД 0,01908 0,01908 0,017983 0,020716 0,018791 9,916275 9,918671 9,919498 9,018671 0,013978
13 Суыа коеф.м1оц.опор1в(; 1,6 1,6 1,4 1,75 1,75 1,3 1,75 1,05 1,75 0,75
14 Втрати тиоку, Р 548,9477 361,2021 400,8305 371,5236 446,0427 393,7933 437,7951 570,9826 494,2503 160,8956
15
19 Функц!я оптиываци 4186,264
20
Рис. 2. Робоче вжно програми оптимЬаци
Рис. 3. Робоче вжно програми оптимiзацГl зi застосуванням пакету
"Поиск решения "
Залежшсть м1ж координатами зб1рника-колектора та величиною втрат тиску зобразимо за допомогою об'емно! д1аграми (рис. 4).
Пщ час проектування асшрацшно! системи описану вище оптим1защю розмщення доцшьно проводити на стол1 програми "Поиск решения".
Висновки. Проанашзуемо одержат результати. До оптим1зацп колек-тор був розмщений в точщ А з координатами (19,5; 4,0), а втрати тиску ста-новили 4324 Па. Проведена оптим1защя показала, що оптимальне мюцеполо-ження колектора е точка В з координатами (18; 7) (рис. 1). При цьому спад тиску зменшився до 4186 Па. Таким чином змша положення колектора дала змогу зменшити втрати тиску на 4 %. Розрахувавши споживану потужшсть [4] в двох випадках, доходимо висновку, що економ1я електроенерги шсля проведення оптим1зацп становить 4 %. Якщо в систем! був встановлений вентилятор №10 з двигуном 22 кВт, то проведення оптим1заци дасть змогу зменшити споживання електроенерги на 0,8 кВт/год. Таким чином, вщ проведення оптим1заци досягнута економ1я становитиме 3225 грн./рш.
1. Иевлев Н.А. Эксплуатация пневмотранспортных установок. - М.: Лесн. пром-сть, 1973. - 112 с.
2. Козориз Г.Ф. Пневматические транспортные системы деревообрабатывающих предприятий. - Львов: Выща шк. Изд-во при Львов. ун-те,1985.- 128 с.
3. Иванцов В.В. Упрощенный расчет внутрицеховых систем пневмотранспорта древесных отходов. - М.: ЦИТИЭИ, 1962.
4. Козориз Г.Ф. Пневматический транспорт деревообрабатывающих предприятий. -М.: Машиностроение, 1968. - 122 с.
У, м
Рис. 4. Дiаграма залежностi спаду тиску в астрацШшй системi вiд координат розмЩення колектора-зб1рника
Лггература
