Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

การพัฒนาโปรแกรมการออกแบบระบบท่อส่งที่เหมาะสมที่สุดด้วย MATLAB

Other Title (Parallel Title in Other Language of ETD)

Development of optimum pipeline design program by MATLAB

Year (A.D.)

2002

Document Type

Thesis

First Advisor

สมประสงค์ ศรีชัย

Second Advisor

สุพรรณ จินดาเวช

Faculty/College

Faculty of Engineering (คณะวิศวกรรมศาสตร์)

Degree Name

วิศวกรรมศาสตรมหาบัณฑิต

Degree Level

ปริญญาโท

Degree Discipline

วิศวกรรมเคมี

DOI

10.58837/CHULA.THE.2002.1289

Abstract

วัตถุประสงค์ของการวิจัย เพื่อพัฒนาแบบจำลองคณิตศาสตร์และพัฒนาโปรแกรมออกแบบระบบท่อส่งที่เหมาะสมที่สุดบน MATLAB เพื่อใช้ในการหาต้นทุนของระบบท่อส่งที่คิดเป็นค่าใช้จ่ายรายปีน้อยที่สุด โดยโปรแกรมจะแจ้ง ความดันลด, ความเร็วที่เหมาะสมและขนาดเส้นผ่าศูนย์กลางภายในท่อส่งกลมที่ประหยัด โดยที่จะมีการศึกษาพารามิเตอร์ที่เกี่ยวข้องกับการออกแบบระบบท่อส่งทั้งหมด 19 ค่า ซึ่งประกอบด้วยอาทิ เช่น ขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางภายใน D ของท่อส่ง, ความยาว L ของท่อส่ง, ความดันลดระหว่างท่อส่ง, ความเร็วของของไหล v, ความหนาแน่นและความหนืดของของไหล, อัตราดอกเบี้ยและอายุการใช้งานของโครงการ, อัตราค่าบำรุงรักษารายปีของระบบท่อ, อัตราค่าใช้จ่ายด้านพลังงานไฟฟ้า, เวลาซึ่งระบบปฏิบัติการต่อปี, ราคาท่อ, ค่าใช้จ่ายของวัสดุอื่นของระบบท่อส่ง, สัดส่วนค่าใช้จ่ายของงบลงทุนของระบบท่อส่งต่อราคารวมวัสดุท่อส่งทั้งหมด, สัมประสิทธิ์แรงเสียดทานของท่อและผลรวมเฮดจากแรงเสียดทานจากข้อต่อต่างๆในระบบท่อส่ง โปรแกรมที่พัฒนาขึ้นจะถูกสร้างบนจากแบบจำลองทางคณิตศาสตร์ที่เป็นสมการไม่เชิงเส้นแบบหลายตัวแปรโดยมีเงื่อนไขเชิงวิศวกรรมและเศรษฐศาสตร์เป็นเงื่อนไขบังคับในการออกแบบ โดยจะใช้เทคนิค sequential quadratic programming (SQP) ในการแก้ปัญหา โดยที่ในวิทยานิพนธ์นี้ศึกษาความไวต่อการเปลี่ยนแปลงของค่าพารามิเตอร์ต่างๆที่มีผลกระทบต่อต้นทุนของระบบท่อส่ง โดยสามารถสรุปได้ว่า ขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางภายใน D ของท่อส่งจะมีอัตราส่วนความไวของต้นทุนรวมต่อการเปลี่ยนแปลงมากที่สุด และตรงกันข้ามความหนืดของของไหลจะมีผลน้อยที่สุด โดยที่ความเร็วของของไหลที่ได้จากการทำนายของโปรแกรมนั้นจะสอดคล้องกับกฏเกณฑ์ทั่วไปของการออกแบบระบบท่อ

Other Abstract (Other language abstract of ETD)

The research objective is to develop both mathematical model and design program using MATLAB version 6 for optimization of cost of pipeline system, in order to obtain their minimum annual cost. Outputs of this developed program included internal pipeline diameter, velocity and pressure drop of fluid at the optimum point. Nineteen parameters considered in the design were internal pipeline diameter, length of pipeline, pressure drop, velocity of fluid, density and viscosity of fluid, interest and design life of pipeline project, pipeline system yearly maintenance cost, electricity cost, yearly pipeline system operating hours, pipe cost, fitting cost, ratio of total pipeline system cost per pipe material cost, friction factor and ratio of pressure loss by all fitting per all straight pipes. The program was developed based upon mathematical model ; nonlinear multivariable optimization corresponding to engineering and economics constrains, using sequential quadratic programing (SQP) techniques to solve this complicated model. This research also studied sensitivity of all parameters in the pipeline system. Results showed that sensitive parameters was internal pipeline diameter and viscosity was found to have less sensitivity than others. Velocity optained from the program agreed with recommened value normally used in the pipeline design.

Link to Full Text

Share

COinS