Analisis y optimizacion de un sistema termico

ANALISIS DE OPTIMIZACION DE UN SISTEMA TERMICO
PROBLEMA
Analizar el proceso de calentamiento de un flujo masico de agua de mw=0,2 Kgseg, en un tuvo de diametro D y longitud L, desde una temperaturade masa inicial igual a 20℃ hasta una temperatura de masa final de 40℃, con una temperatura en la superficie de 100℃.

El modelamiento se realiza por medio del EES, y la optimizacion de costos serealizara variando los valores del diametro, ademas teniendo en cuenta el cambio de presion en la tuberia para la eleccion de la bomba a comprar.
MODELAMIENTO CON EES
A continuacion se colocan lasformulas utilizadas en el EES para su solucion, ademas se adjunta la tabla de optimizacion.
Mw=0,2 "Kg/s"
e=0,000002
rug=e/D

T1=20
T2=40
Ts=100
Tm=(T1+T2)/2
P1=101,325den=DENSITY(Water;T=Tm;P=P1) "densidad"
Cp=CP(Water;T=Tm;P=P1) "calor especifico"
k=CONDUCTIVITY(Water;T=Tm;P=P1) "conductividad termica"
Vis=VISCOSITY(Water;T=Tm;P=P1) "viscocidad"
Pr=PRANDTL(Water;T=Tm;P=P1)"numero de Prand"

Q=Mw*Cp*(T2-T1)
DT1=Ts-T1
DT2=Ts-T2
LMTD=(DT1-DT2)/ln(DT1/DT2)
Re=4*Mw/(pi*D*Vis) "numero de Reynol"

f=(1/(-2*log10((rug/3,7)+2,51/(Re*f^0,5))))^2Nus=f*(Re-1000)*Pr/(8*(1+12,7*(f/8)^0,5*(Pr^0,66666-1))) "Gnielinski"
h=Nus*K/D
Q=h*pi*D*L*LMTD

vel=((Mw*4)/(den*pi*(D^2)))

DELTA_P=f*(L/D)*den*((vel^2)/(2*g))
g=9,81 "gravedad"

Caudal=vel*pi*D^2/4Tiempo_trabajo_anual=(24*365*5*0,9) "horas en 5 años d uso con una utilizacion del 90%"

Potencia_util=Caudal*DELTA_P "Watt"
D [m] | L [m] | ∆P [Pa] | Caudal [Kg/s] | Velocidad [m/s] | Potencia util [Watt] |0,01 | 0,6195 | 487,3 | 0,0002009 | 2,558 | 0,09788 |
0,011 | 0,6747 | 335,8 | 0,0002009 | 2,114 | 0,06745 |
0,012 | 0,7292 | 239,1 | 0,0002009 | 1,776 | 0,04803 |
0,013 | 0,7833 | 175,1 |0,0002009 | 1,513 | 0,03516 |
0,014 | 0,8369 | 131,2 | 0,0002009 | 1,305 | 0,02636 |
0,015 | 0,8901 | 100,4 | 0,0002009 | 1,137 | 0,02016 |
0,016 | 0,9429 | 78,12 | 0,0002009 | 0,9991 | 0,01569...