Руководитель проектирования______________ _____________________________________
(подпись, дата) (уч. ст., уч. зв., Ф.И.О.)
Задание принял к исполнению ______________________ ______________
(подпись) (дата)
Приложение г Примеры Matlab–программ для расчетов аппаратов
Указания и примечания
Программы для расчетов аппаратов составлены средствами пакета Notebook, входящего в вычислительную систему Matlab. Такие файлы называют М-книгой (M-book), они сочетают в себе тексты в обычном редакторе Word и ячейки ввода (шрифт зеленого цвета) и вывода (шрифт синего цвета) системы Matlab. Для работы в приложении надо выполнить нижеследующие шаги.
Шаг 1: Запуск системы Matlab.
Для использования этих программ на компьютере должна быть установлена система Matlab. Перед началом вычислений эту систему необходимо запустить одним из двух способов:
- щелкнуть по ее иконке мышкой на Рабочем столе;
- последовательно выбрать "Пуск" -> "Программы" -> "Matlab".
Откроется окно системы Matlab.
В этом окне при использовании данного приложения работы не проводятся.
Шаг 2: Загрузка файла программы.
Загрузить (не закрывая окно Matlab) из папки "Расчеты аппаратов" требуемый M-book-файл расчета:
M-book Ciklon.doc – расчет циклона;
M-book Filter_cloth.doc – расчет рукавного фильтра;
M-book Pipe-in-pipe.doc – расчет теплообменника "труба в трубе";
M-book Shell-and-tube.doc – расчет кожухотрубчатого теплообменника;
M-book Drum_drier1.doc – расчет барабанной сушилки.
В открывшемся окне в отличие от обычного меню Word расположена новая опция – "Notebook", которая служит для управления этим приложением и работой программы.
Шаг 3: Расчеты в Notebook.
1) При загрузке файла программы в ячейках ввода и вывода содержатся данные последних вычислений. Поэтому пользователь должен ввести свои исходных данные, соответствующие заданию.
2) Matlab-программы, приведенные в данном приложении, работают в интерактивном режиме, то есть необходимо, анализируя текущие результаты вычислений и справочные данные, вводить свои значения величин после слов "Принимается…". При этом геометрические размеры аппарата необходимо округлять в соответствии с рекомендациями ГОСТов.
3) После ввода очередных данных для запуска вычислений надо в выпадающем списке опции меню Notebook выбрать Evaluate M-book.
Система произведет вычисления.
Шаг 4: Подготовка файла к печати. После вычислений можно как угодно редактировать текст средствами Word.
По умолчанию размер шрифта в M-book – 10. Цвет шрифтов ввода зеленый, а вывода – синий. Результаты в ячейках вывода выводятся строкой ниже после обозначения переменной.
Поэтому отредактируйте текст в соответствие с требованиями перед выводом на печатающее устройство. Редактирование можно производить как в самом документе Notebook, так и в Word-файле РПЗ, воспользовавшись для этого функцией копирования.
Примечания
1 Необходимо помнить, что любое изменение формул или обозначений приводит к непредсказуемым изменениям Matlab-программ, поэтому изменять допускается только числовые данные.
Если произошли нежелательные изменения в программе, следуем закрыть ее, ответив на вопрос о сохранении изменений отрицательно, и запустить ее вновь.
2 Текст в программе, выделенный жирным шрифтом и подчеркиваем, является гиперссылкой - щелчок по нему курсором мышки при нажатой кнопке "Ctrl" открывает файл соответствующих справочных данных. Для этого требуемые файлы справочных данных должны быть установлены на данном компьютере или в локальной сети.
В ином случае необходимо пользоваться литературными источниками.
Г.1 Расчет циклонной установки
Расчет циклона
(M-book: CIKLON)
Исходные данные
Объемный расход запыленного газа, м3/с G=1.11;
Средний диаметр частицы пыли, м: d=15*e-6;
Плотность материала пыли, кг/м3: ro1=1480;
Рабочая температура газа, С0: t=120;
Расчет
1. Количество циклонов m:
принимается
m=1;
2. Производительность одного циклона, м3/с:
Vc=G/m
Vc =
1.1100
3. Скорость газа в выхлопной трубе циклона: по справочным данным wt = 2...5 м/с
Принимается
wt=4.4;
4. Радиус выхлопной трубы, м:
r1=(Vc/(pi*wt))^0.5
r1 =
0.2834
Принимается
r1=0.3;
5. Скорость газа во входном патрубке: по справочным данным wn = 15...25 м/с
Принимается
wn=20.4 ;
wn =
20.4000
6. Отношение размеров входного патрубка a = h/d: по справочным данным a = h/d = 2...4
Принимается
a=2;
7. Ширина входного патрубка, м
b=(Vc/(a*wn))^0.5
b =
0.1649
Принимается
b=0.17;
8. Высота входного патрубка, м
h=a*b
h =
0.3400
9. Зазор между выхлопной трубой и корпусом циклона (из условия dr > b) , м:
Принимается
dr=0.197;
10. Толщина стенки выхлопной трубы, м: по справочным данным ds = 0.001...0,005
Принимается
ds=0.003;
11. Радиус цилиндрической части корпуса, м:
r2=r1+ds+dr
r2 =
0.5000
Принимается
r2=0.5;
12. Диаметр цилиндрической части циклона, м:
D=2*r2
D =
1
Принимается
D=1;
13. Средняя окружная скорость газа в циклоне, м/с:
wc=wn/1.4
wc =
14.5714
14. Средний логарифмический радиус, м:
rc=(r2-(r1+ds))/log(r2/(r1+ds))
rc =
0.3933
15. Угловая скорость вращения газового потока, 1/с:
wr=wc/rc
wr =
37.0481
16. Плотность газа при рабочей температуре, кг/м3: выбирается по справочным таблицам.
Принимается
ro2=0.898;
17. Коэффициент динамической вязкости газа при рабочей температуре, Па с:
выбирается по справочным таблицам.
Принимается
mu=22.85*10^-6;
18. Критерий Архимеда:
Ar=9.81*d^3*ro1*ro2/mu^2
Ar =
0.0843
19. Критерий Фруда:
Fr=wr^2*rc/9.81
Fr =
55.0299
20. Безразмерный комплекс:
ArFr=Ar*Fr
ArFr =
4.6377
21. Определение режима осаждения и постоянных b и n по значению безразмерного комплекса (Ar Fr):
выбираются из справочной таблицы.
Принимается
b=1/13.9;
n=0.6;
22. Коэффициент формы частицы : по справочным данным.
Принимается
fi=0.77;
23. Скорость осаждения, м/с:
w=mu*fi*(b*ArFr)^(1/(2-n))/(d*ro2)
w =
0.5964
24. Продолжительность пребывания газа в циклоне, с:
ta=dr/w
ta =
0.3303
25. Рабочий объем циклона, м3:
Vr=Vc*ta
Vr =
0.3667
26. Коэффициент запаса по высоте:
Принимается
K=1.25;
27. Высота цилиндрической части корпуса циклона, м:
Hc=K*Vr/(pi*(r2^2-(r1+ds)^2))
Hc =
0.9223
Принимается
Hc=1;
28. Высота конической части циклона Hk, м:
Hk=1.8*D
Hk =
1.8000
29. Полная высота циклона H, м:
H=Hc+Hk
H =
2.8000
30. Диаметр и высота цилиндрической части принимаемого прототипа, м: по справочным данным
Принимается
Dn=1;
Hn=2.26;