Hình 3.3: Quan hệ giữa lợi nhuận và đường kính ban đầu của vòi
Hình 3.4: Quan hệ giữa giá thành và đường kính ban đầu của vòi
Tương tự như trong [1] và [2], với các hàm đơn mục tiêu, có thể thấy rõ ràng rằng lợi nhuận và giá thành làm sạch phụ thuộc rất nhiều vào đường kính
vòi phun ban đầu. Thêm vào đó, luôn tồn tại một giá trị đường kính vòi phun ban đầu tối ưu - với giá trị đường kính này cho lợi nhuận làm sạch là lớn nhất hoặc giá thành làm sạch là nhỏ nhất (Hình 3.1 và 3.2) (tính toán với các số liệu sau: pw=6,9×105 Pa, df m, =4.77 mm, C0=120 $/h, Ca m, =0.04 $/kg, Cf p, =80 $/piece, Cp=0.06 $/kWh, tcn=0.1 h;dF =0.003 mm/h và tck=8h). Giá trị này được gọi là đường kính ban đầu tối ưu df,0op.
Giá trị tuổi bền của vòi phun xác định bởi đường kính ban đầu tối ưu gọi là tuổi bền tối ưu. Kết quả cho thấy rằng tuổi thọ tối ưu của vòi tìm được từ chương trình nhỏ hơn khá nhiều so với tuổi thọ truyền thống của vòi phun. Trong các ví dụ trên hình 3.1 và 3.2, tuổi thọ tối ưu của vòi phun các bít vonfram chỉ là 43,33 giờ với hàm lợi nhuận phun bi là lớn nhất và 76,67 giờ với hàm giá thành phun bi là nhỏ nhất trong khi tuổi thọ truyền thống của vòi này là xấp xỉ 300 giờ [4] hoặc từ 300 đến 400 giờ [5].
Ảnh hưởng của đường kính lớn nhất của vòi phun đến tuổi bền tối ưu của vòi với các hàm mục tiêu khác nhau được biểu diễn trong hình 3.3. Kết quả cho thấy, với hàm đa mục tiêu cũng như các hàm đơn mục tiêu, tương tự như trong [6], tuổi thọ tối ưu của vòi (hay đường kính ban đầu tối ưu của vòi phun) phụ thuộc đáng kể vào giá trị đường kính lớn nhất của vòi phun (hình 3.3).
Hình 3.5: Quan hệ giữa đường kính lớn nhất và tuổi bền tối ưu của vòi phun với các hàm mục tiêu khác nhau
Từ kết quả chạy các chương trình tối ưu, ảnh hưởng của các thông số quá trình phun bi đến đường kính ban đầu tối ưu (hay tuổi thọ tối ưu) của vòi phun trong trường hợp đơn và đa mục tiêu đã được xác định. Các ảnh hưởng này trong trường hợp các hàm đơn mục tiêu được mô tả trên hình 3.4 với hàm giá thành phun bi là nhỏ nhất [3] và trên hình 3.5 với hàm lợi nhuận phun bi cao nhất. Ảnh hưởng của các thông số quá trình đến tuổi bền tối ưu của vòi phun trong trường hợp hàm đa mục tiêu về cơ bản giống như với các hàm đơn mục tiêu (hình 3.6).
a) b)
c) d)
Hình 3.6. Quan hệ giữa các thông số quá trình đến đường kính ban đầu tối ưu của vòi phun (hàm giá thành nhỏ nhất)
Kết quả chương trình của cả hàm đơn và đa mục tiêu cho thấy tuổi thọ tối ưu của vòi phun phụ đáng kể vào chi phí cố định và giá thành của vòi phun (các hình 3.4, 3.5 và 3.6 a,b). Thêm vào đó, ảnh hưởng của hai thông số này đến tuổi thọ tối ưu trái ngược nhau. Khi chi phí cố định tăng thì giá trị của tuổi thọ tối ưu giảm (các 3.4, 3.5 và 3.6 a) và ngược lại khi giá thành của vòi phun tăng thì tuổi thọ tối ưu lại tăng (các 3.4, 3.5 và 3.6 b). Nguyên nhân là vì khi chi phí cố định tăng cần phải giảm tuổi thọ của vòi (hay tăng giá trị đường kính ban đầu) để tăng năng suất phun bi (công thức 2.10) dẫn tới giảm giá thành phun bi. Ngược lại, khi giá thành vòi phun tăng lên, cần tăng tuổi thọ của vòi phun để giảm chi phí vòi phun trên giờ và dẫn tới làm giảm giá thành làm sạch (công thức 2.4).
a) b)
c) d)
Hình 3.7. Quan hệ giữa các thông số quá trình đến đường kính ban đầu tối ưu của vòi phun (hàm lợi nhuận cao nhất)
Kết quả chương trình cho thấy, với cả hàm đơn và đa mục tiêu, ảnh hưởng của độ mòn của vòi phun và của giá thành bi thép đến tuổi thọ tối ưu của vòi là không nhiều có xu hướng tương tự nhau (xem các hình 3.4, 3.5 và 3.6 c,d). Sở dĩ như vậy là vì khi độ mòn của vòi tăng thì chi phí vòi phun trong một giờ tăng (công thức 2.4) do đó giá thành phun bi tăng (công thức 2.1). Khi này cần phải giảm tuổi thọ của vòi phun để giảm chi phí vòi phun trong một giờ và dẫn tới giảm giá thành phun. Tương tự, khi giá thành bi sắt tăng làm cho giá thành phun bi tăng (công thức 2.1). Điều đó dẫn đến cần phải giảm tuổi thọ của vòi phun để giảm để giảm chi phí vòi phun trong một giờ và dẫn tới giảm giá thành phun.
Kết quả nghiên cứu, tương tự như trong [6], cho thấy thời gian giữ vận tốc làm sạch không đổi tck, thời gian thay vòi phun tcn,hệ số lợi nhuậnkp và chi phí điện năng Cp không ảnh hưởng tới đường kính ban đầu tối ưu của vòi phun. Sở dĩ như vậy là vì ảnh hưởng của các tham số trên đến giá thành phun và lợi nhuận phun bi quá nhỏ khi so sánh với ảnh hưởng của các nhân tố khác. Thêm vào đó, áp suất không khí, lưu lượng bi khi phun không ảnh hưởng tới đường kính khi thay tối ưu của vòi một cách trực tiếp mà chúng chỉ ảnh hưởng một cách gián tiếp thông qua ảnh hưởng của chúng tới độ mòn của vòi phun.
c) d)
Hình 3.8. Quan hệ giữa các thông số quá trình đến đường kính ban đầu tối ưu của vòi phun (hàm đa mục tiêu)