بهینه‌سازی و انتخاب اقتصادی‌ترین قطر لوله
لوله از جمله ادوات ثابتی است که در تمامی واحدهای صنعتی برای انتقال جریان مواد به‌کار می‌رود. انتخاب قطر لوله معمولا از طریق تعیین معیارهای کمینه و بیشینه‌ی سرعت جریان و افت فشار خط انجام می‌گیرد. تعیین کمینه و بیشینه‌ی سرعت در جریان‌های دوفازی بر اساس استاندارد API RP 14 E به نحوی انتخاب می‌شود که ذرات جامد در لوله ته‌نشین نشده، و لوله نیز فرسایش نیابد. اما در جریان‌های مایع تک‌فاز، بیشینه‌ی سرعت به فشار بخار مایع و فشار خط در پشت شیرها بستگی دارد، به نحوی که افت فشار در محل شیر که توسط فاکتور Cv شیر تعیین می‌شود، از محدوده‌ای که منجر به اختناق مسیر می‌گردد تجاوز نکند. مسلم است که این مقدار برای مایعات با فراریت بیشتر، مقدار محدود‌تری پیدا می‌کند.
حال این پرسش برای طراح (و سرمایه‌گذار) مطرح می‌شود که از میان فهرست لوله‌هایی که محدودیت‌های تعیین شده را تأمین می‌کنند، کدام یک را باید انتخاب کرد؟
بهینه‌ترین انتخاب، اقتصادی‌ترین انتخاب است. به این معنی که طراح می‌بایست حساب کند که یک خط لوله در طی سال چه مقدار هزینه برای واحد صنعتی در بر خواهد داشت. این هزینه شامل دو بخش است:
هزینه‌ی خرید لوله و استهلاک آن
هزینه‌ی انرژی (برق) مصرفی برای پمپاژ جریان
این دو معیار در جهت عکس یکدیگر بر اقتصاد طرح اثر می‌گذارند. یعنی اینکه هرچه قطر لوله بزرگتری انتخاب کنیم، افت فشار جریان در آن کمتر بوده و در نتیجه انرژی و برق کمتری برای پمپ‌کردن مصرف خواهیم کرد. اما قطر بزرگتر به معنای آهن بیشتر و لوله و اتصالات گران‌تر است. اولی بر هزینه‌های جاری واحد صنعتی اثر می‌گذارد و در طی زمان و پس از بهره‌برداری خود را نشان می‌دهد، و دومی بر سرمایه‌گذاری اولیه و خریدهای پروژه سنگینی می‌کند.
با در نظر گرفتن هم‌زمان این دو معیار، می‌توان لوله‌ای را انتخاب کرد که از نظر اقتصادی بهینه باشد.
در ابزار پیش‌رو که در شرکت پیشگامان طراحی مفهومی طراحی شده و در اختیار عموم قرار گرفته است، ابتدا تمامی پارامترهایی را که بر انتخاب لوله اثر می‌گذارند تعیین کنید و سپس کلید «محاسبه کن» را بفشارید تا اقتصادی‌ترین قطر لوله را بر مبنای هزینه‌ی سالانه‌ی انتقال در هر متر از آن به شما پیشنهاد دهد. در تعیین این پارامترها به موارد زیر دقت ویژه داشته باشید:
به طور پیش‌فرض، ظرفیت سالانه‌ی خط جریان‌های پیوسته تعیین شده است. برای خطوطی که به شکل ناپیوسته استفاده می‌شوند، مقدار درست‌تر را وارد کنید. برای این کار، ظرفیت‌های عملیاتی واحد صنعتی را در نظر داشته باشید.
مشخصات چگالی، گرانروی و فشار بخار مایع، همگی در دمایی که قرار است پمپ شوند وارد گردند. گرانروی مایعات با کاهش دما، به شدت افزایش می‌یابد.
برای استفاده‌ی کاربران امکان انتخاب از میان دو اسکجول ۴۰ و ۸۰ فراهم شده است.
استاندارد API RP 14 E حداقل سرعت جریان برای مایعات حاوی ذرات جامد را یک متر بر ثانیه تعیین کرده است.
علاوه بر آنچه در بالا در خصوص حداکثر سرعت جریان گفته شد، ارتعاش لوله و تنش‌های حاصل از جریان در محل زانویی‌ها را نیز مدنظر داشته باشید.
برای انتخاب هزینه‌ی انرژی، بهای قدرت را نیز در نظر بگیرید.
