Лабораторная работа № 4 "Статистические расчеты"
Порядок выполнения работы:
С работающего судового двигателя измерена серия из девяти (n=9) значений случайной характеристики, значения которых (xi) приведены в таблице. Найти последовательно двумя способами среднеквадратическую погрешность измерений по формуле Бесселя (метод внутренней сходимости), используя средства MS EXCEL 2007.
Формулы расчета:
Задание 1
Запустить Мiсrоsоft Ехсеl 2007.
Листу новой рабочей книги присвоить название "Статистические расчеты".
Создать таблицу данных. Номера i заполнять с помощью автозаполнения. Для этого необходимо:
ввести число 1 в первую ячейку столбца значений i
выделить мышкой весь диапазон заполнения (9 строк), обязательно захватив и введенное число 1
выполнить заполнение с шагом 1 (на ленте вкладка "Главная", диалоговое окно "Редактирование", кнопка "Заполнить", опция "Прогрессия", шаг 1, прогрессия "Арифметическая", заполнение по столбцам)
-
i
xi
vi
v2i
1
23,40
2
21,80
3
22,40
4
21,10
5
23,10
6
21,30
7
23,20
8
22,30
9
22,40
cумма
Вычислить значения столбца vi с использованием абсолютной адресации (вставка знака $ с клавиатуры или с помощью нажатия клавиши F4) и статистической функции СРЗНАЧ (на ленте вкладка "Формулы", диалоговое окно "Библиотека функций", кнопка "Другие функции", категория "Статистические", функция "СРЗНАЧ"). Для этого выполнить следующие действия:
В строке формул ввести знак "=" и рассчитать значение v1 для х1
Пример из строки формул:=B6-СРЗНАЧ($B$6:$B$14)
Скопировать данную формулу расчета суммы для остальных значений vi. Для этого:
щелкнуть на ячейку с полученным результатом для v1
выбрать команду "Копировать" (должна появиться индикация)
выделить диапазон копирования для всех остальных значений vi
нажать клавишу Enter или выбрать команду "Вставить"
проверить результаты копирования и переноса формулы
Вычислить значения столбца v2i с помощью математической функции СТЕПЕНЬ (на ленте вкладка "Формулы", диалоговое окно "Библиотека функций", кнопка "Математические", функция "СТЕПЕНЬ") или знака ^. Для этого выполнить следующие действия:
В строке формул ввести знак "=" и рассчитать значение v21 для х1
Пример из строки формул: =СТЕПЕНЬ(C6;2)
Скопировать данную формулу расчета суммы для остальных значений v2i
Вычислить суммы по столбцам с помощью математической функции СУММ (на ленте вкладка "Формулы", диалоговое окно "Библиотека функций", кнопка "Математические", функция "СУММ").
Пример из строки формул: =СУММ(B6:B14)
В отдельной строке таблицы рассчитать среднее х, используя стандартные функции срзнач, текст, сцепить. Для этого выполнить следующие действия:
Установить курсор в строку формул и набрать с клавиатуры знак "=".
Из раскрывающегося списка функций слева в верхней части окна выбрать текстовую функцию СЦЕПИТЬ
Если в списке ее нет, то нужно выбрать "Другие функции", категория "Текстовые", функция СЦЕПИТЬ
В окне функции СЦЕПИТЬ указать аргументы: в "Тексте 1" набрать с клавиатуры - среднее х = .
Переустановить курсор в строку аргумента "Текст 2".
В раскрывающемся списке выбрать функцию ТЕКСТ. Если в списке ее нет, то нужно выбрать "Другие функции", категория "Текстовые", функция ТЕКСТ.
В строке "Формат" набрать с клавиатуры формат перевода числа в строку (число десятичных знаков): "0,00".
Переустановить курсор в строку "Значение".
Из раскрывающегося списка выбрать функцию СРЗНАЧ. Если в списке ее нет, то нужно выбрать "Другие функции", категория "Статистические", функция СРЗНАЧ.
В аргументах функции СРЗНАЧ указать диапазон значений х.
Пример из строки формул:
=СЦЕПИТЬ("среднее х = ";ТЕКСТ(СРЗНАЧ(B6:B14);"0,00").
В отдельной строке таблицы рассчитать среднеквадратическое отклонение m по формуле, используя стандартные функции текст, сцепить, КОРЕНЬ. Для этого выполнить следующие действия:
Установить курсор в строку формул и набрать с клавиатуры знак "=".
Из раскрывающегося списка функций слева в верхней части окна выбрать текстовую функцию СЦЕПИТЬ
Если в списке ее нет, то нужно выбрать "Другие функции", категория "Текстовые", функция СЦЕПИТЬ
В окне функции СЦЕПИТЬ указать аргументы: в "Тексте 1" набрать с клавиатуры - m = .
Переустановить курсор в строку аргумента "Текст 2".
В раскрывающемся списке выбрать функцию ТЕКСТ. Если в списке ее нет, то нужно выбрать "Другие функции", категория "Текстовые", функция ТЕКСТ.
В строке "Формат" набрать с клавиатуры формат перевода числа в строку (число десятичных знаков): "0,00".
Переустановить курсор в строку "Значение".
Из раскрывающегося списка выбрать функцию КОРЕНЬ. Если в списке ее нет, то нужно выбрать "Другие функции", категория "Математические", функция КОРЕНЬ.
В аргументах функции КОРЕНЬ щелкнуть на ячейку содержащую значение суммы столбца v2i и с клавиатуры добавить оставшуюся часть выражения для аргумента.
Пример из строки формул:
=СЦЕПИТЬ("m = ";ТЕКСТ(КОРЕНЬ(D15/(9-1)));"0,00")).
Отформатировать итоговую таблицу.
Сохранить работу. Просмотреть и проверить результаты работы (идентичность образцу):
i |
xi |
vi |
v2i |
1 |
23,40 |
1,07 |
1,1378 |
2 |
21,80 |
-0,53 |
0,2844 |
3 |
22,40 |
0,07 |
0,0044 |
4 |
21,10 |
-1,23 |
1,5211 |
5 |
23,10 |
0,77 |
0,5878 |
6 |
21,30 |
-1,03 |
1,0678 |
7 |
23,20 |
0,87 |
0,7511 |
8 |
22,30 |
-0,03 |
0,0011 |
9 |
22,40 |
0,07 |
0,0044 |
cумма |
201,00 |
0,00 |
5,36 |
среднее х = 22,33 |
|||
m = 0,82 |
|||
Задание 2
Создать таблицу данных. Номера i заполнять с помощью автозаполнения Для этого:
ввести число 1 в первую ячейку столбца значений i
выделить мышкой весь диапазон заполнения (9 строк), обязательно захватив и введенное число 1
выполнить заполнение с шагом 1 (на ленте вкладка "Главная", диалоговое окно "Редактирование", кнопка "Заполнить", опция "Прогрессия", шаг 1, прогрессия "Арифметическая", заполнение по столбцам)
-
i
xi
vi
v2i
1
23,40
2
21,80
3
22,40
4
21,10
5
23,10
6
21,30
7
23,20
8
22,30
9
22,40
cумма
Вычислить сумму столбца хi с помощью функции СУММ (на ленте вкладка "Формулы", диалоговое окно "Библиотека функций", кнопка "Математические", функция "СУММ").
Пример из строки формул: =СУММ(B22:B30)
Присвоить полученному результату собственное имя "сумма". Для этого необходимо выполнить следующие действия:
активировать ячейку, которой присваивается собственное имя
выбрать на ленте вкладку "Формулы", диалоговое окно "Определенные имена"
нажать кнопку "Присвоить имя"
выбрать опцию "Создание имени"
ввести с клавиатуры имя "сумма"
Вычислить значения столбца vi с использованием статистической функции СЧЁТ (на ленте вкладка "Формулы", диалоговое окно "Библиотека функций", кнопка "Другие функции", категория "Статистические", функция "СЧЁТ"), вставки имени "сумма" и абсолютной адресации (вставка знака $ с клавиатуры или с помощью нажатия клавиши F4). Для этого необходимо выполнить следующие действия:
активировать ячейку
в строке формул ввести знак "=" и рассчитать значение v1 для х1. Для вставки собственного имени ячейки в формулу необходимо выбрать на ленте вкладку "Формулы", диалоговое окно "Определенные имена", нажать кнопку "Использовать в формуле" и выбрать нужное имя из раскрывающегося списка
Пример из строки формул: =B26-(cумма/СЧЁТ($B$22:$B$30))
собственное имя "сумма"
Скопировать данную формулу расчета суммы для остальных значений vi. Для этого:
щелкнуть на ячейку с полученным результатом для v1
выбрать команду "Копировать" (должна появиться индикация)
выделить диапазон копирования для всех остальных значений vi
нажать клавишу Enter или выбрать команду "Вставить"
проверить результаты копирования и переноса формулы
Вычислить значения столбца v2i с помощью математической функции СТЕПЕНЬ (на ленте вкладка "Формулы", диалоговое окно "Библиотека функций", кнопка "Математические", функция "СТЕПЕНЬ") или знака ^. Для этого выполнить следующие действия:
В строке формул ввести знак "=" и рассчитать значение v21 для х1
Пример из строки формул: =СТЕПЕНЬ(C22;2)
Скопировать данную формулу расчета суммы для остальных значений v2i
Вычислить сумму vi с помощью математической функции СУММ (на ленте вкладка "Формулы", диалоговое окно "Библиотека функций", кнопка "Математические", функция "СУММ").
Пример из строки формул: =СУММ(C22:C30)
Вычислить сумму v2i с помощью математической функции СУММ (на ленте вкладка "Формулы", диалоговое окно "Библиотека функций", кнопка "Математические", функция "СУММ").
Пример из строки формул: =СУММ(D22:D30)
Присвоить полученному результату собственное имя "сумма_квадратов". Порядок действий был подробно описан в п. 3.
В отдельной строке таблицы рассчитать среднее х, используя стандартные функции срзнач, текст, сцепить. Порядок действий был подробно описан в задании 1, п. 7.
Пример из строки формул:
=СЦЕПИТЬ("среднее х = ";ТЕКСТ(СРЗНАЧ(B22:B30);"0,00"))
В отдельной строке таблицы рассчитать среднеквадратическое отклонение m по формуле, используя стандартные функции текст, сцепить, КОРЕНЬ, СЧЁТ и вставку имени "сумма_квадратов". Для этого необходимо выполнить следующие действия:
активировать ячейку
в строке формул ввести знак "=" и рассчитать значение m по формуле. Для вставки собственного имени ячейки в окне функции КОРЕНЬ необходимо выбрать на ленте вкладку "Формулы", диалоговое окно "Определенные имена", нажать кнопку "Использовать в формуле" и выбрать нужное имя из раскрывающегося списка
Пример из строки формул:
=СЦЕПИТЬ("m = ";ТЕКСТ(КОРЕНЬ(сумма_квадратов/
(
собственное имя "сумма_квадратов"
СЧЁТ(B26:B34)-1));"0,00")).
Отформатировать итоговую таблицу.
Сохранить работу. Просмотреть и проверить результаты работы (идентичность образцу):
i |
xi |
vi |
v2i |
1 |
23,40 |
1,07 |
1,1378 |
2 |
21,80 |
-0,53 |
0,2844 |
3 |
22,40 |
0,07 |
0,0044 |
4 |
21,10 |
-1,23 |
1,5211 |
5 |
23,10 |
0,77 |
0,5878 |
6 |
21,30 |
-1,03 |
1,0678 |
7 |
23,20 |
0,87 |
0,7511 |
8 |
22,30 |
-0,03 |
0,0011 |
9 |
22,40 |
0,07 |
0,0044 |
cумма |
201,00 |
0,00 |
5,36 |
среднее х = 22,33 |
|||
m = 0,82 |
|||
Лабораторная работа № 5
"Вычисление величин объемов и давлений газа в цикле 2-тактного двигателя внутреннего сгорания в зависимости от углового положения кривошипа коленчатого вала (для идеального термодинамического цикла ДВС)"
Постановка задачи и формулы для расчета величин взяты из методических указаний к лабораторным занятиям по информатике для курсантов судомеханического факультета (лабораторная работа № 1):
Заводовская, А.И. Построение термодинамических диаграмм и схемы кривошипно-шатунного механизма 2-тактного двигателя внутреннего сгорания [Текст]: учеб-метод. пособие для вузов / А.И. Заводовская, А.А. Мендельсон. - Изд-во ДВГМА им. Невельского, 1997. - 15 с.
Порядок выполнения работы:
Двигатель - устройство, преобразующее какой-либо вид энергии в механическую. Этот термин используется с конца XIX века наряду со словом «мотор», которым с середины XX века чаще называют электродвигатели и двигатели внутреннего сгорания (ДВС).
Назначение любого теплового двигателя – превращение теплоты в работу. Необходимая для перевода в работу теплота получается при сгорании жидких, твердых или газообразных топлив. Топливо может сжигаться вне тепловой машины (паровые машины и турбины) – это так называемые двигатели внешнего сгорания. Двигатели, в которых процесс сгорания осуществляется в рабочем пространстве машины, называются двигателями внутреннего сгорания (ДВС). ДВС принадлежит к типу тепловых двигателей. в которых химическая энергия топлива, сгорающего непосредственно внутри рабочего цилиндра, преобразуется в механическую работу.
Одним из первых указал на возможность создания ДВС С. Карно в 1824 г. В 1877 г. немецкий инженер Отто построил бензиновый двигатель, в 1897 г. немецкий инженер Дизель разработал двигатель, работающий на керосине, который распылялся в цилиндре воздухом высокого давления от компрессора. А в 1904 г. русским инженером Тринклером был построен безкомпрессорный двигатель со смешанным сгоранием топлива. Этот двигатель получил самое широкое распространение во всем мире.
Комплекс последовательных процессов. периодически повторяющихся в каждом рабочем цилиндре и обслуживающих работу двигателя, образует рабочий цикл. Для анализа теории тепловых машин термодинамика рассматривает идеальные (обратимые) циклы. Идеальный цикл является упрощенной термодинамической схемой работы ДВС. Диаграмма идеального процесса двигателя внутреннего сгорания:
zb - |
процессы расширения |
ac - |
процесс сжатия |
cz - |
процесс сгорания при постоянном объеме |
zz' - |
процесс выпуска при постоянном давлении |
ba - |
процесс выпуска при постоянном давлении |
aq - |
процесс выпуска при постоянном давлении |
qa - |
процесс впуска при постоянном давлении |
Для ДВС рассматривают следующие основные циклы:
а) цикл с подводом теплоты при постоянном объеме (v = const) - цикл Отто;
б) цикл с подводом теплоты при постоянном давлении (р = const) - цикл Дизеля;
в) цикл со смешанным подводом теплоты, как при v =const и р=const - цикл Тринклера.
Для идеальных газов адиабата имеет простейший вид и определяется уравнением Пуассона:
pVk = const
где: p - давление газа, V — его объём, k - показатель адиабаты,
Cp и Cv - теплоёмкости газа соответственно при постоянном давлении p и постоянном объёме V. Для двухатомного идеального газа k = 7/5 = 1,4.
В двухтактных двигателях все рабочие циклы (процессы впуска топливной смеси, выпуска отработанных газов, продувки) происходят в течение одного оборота коленвала за два основных такта. У двухтактных двигателей отсутствуют клапаны, их роль выполняет сам пoршень, который в процессе перемещения то закрывает, то открывает впускные, выпускные и продувочные окна. Конструкция двухтактного ДВС показана на рисунке:
Весь рабочий цикл осуществляется за два такта:
Такт сжатия. Пoршень двухтактного ДВС поднимается от НМТ поршня к ВМТ поршня, перекрывая сначала продувочное, а затем выпускное окна цилиндра ДВС . После закрытия поршнем выпускного отверстия в цилиндре начинается сжатие ранее поступившего в него топливной смеси. Одновременно в кривошипной камере вследствие ее герметичности и после того как пoршень перекрывает продувочные окна, под поршнем создается разряжение, под действием которого через впускное окно и открывающийся клапан поступает горючая смесь в кривошипную камеру двухтактного двигателя
Такт рабочего хода. При положении поршня около ВМТ сжатая рабочая смесь воспламеняется электрической искрой от свечи, после этого температура и давление смеси резко подскакивают. Под действием теплового расширения газов поршень двухтактного двигателя опускается к НМТ, в это время расширяющиеся газы сгоревшей смеси совершают полезную работу, толкая поршень. В это же время, опускаясь, пoршень создает высокое давление в кривошипной камере двухтактного ДВС (сжимая топливо-воздушную смесь в ней). Под действием давления клапан закрывается, не давая таким образом горючей смеси снова попасть во впускной коллектор. Когда поршень двухтактного двигателя дойдет до выпускного отверстия, оно откроется и таким образом выйдут отработавшие газы в выпускную систему, давление в цилиндре понизится. При дальнейшем перемещении пoршень открывает продувочное (впускное) окно и горючая смесь, сжатая в кривошипной камере, поступает по каналу, заполняя цилиндр и одновременно продувая его от остатков отработавших газов. Далее цикл повторяется.
Из разнообразных механизмов, применяемые в ДВС, наиболее широко используется преобразование возвратно-поступательного движения поршня во вращательное движение коленчатого вала, осуществляемое кривошипно-шатунным механизмом. Схема кривошипно-шатунного механизма:
1 - цилиндр; 2 - маховик; 3 - шатунный подшипник; 4 - коленчатый вал; 5 - колено; 6 - коренной подшипник; 7 - шатун.
Мертвыми точками называются такие положения кривошипно-шатунного механизма, при которых совпадают по направлению продольные оси кривошипа и шатуна. В мертвых точках поршень меняет направление своего движения. Положение поршня, при котором он максимально удален от оси коленчатого вала, называется верхней мертвой точкой (ВМТ). Положение поршня, при котором он минимально удален от оси коленчатого вала, называется нижней мертвой точкой (НМТ). Расстояние вдоль оси цилиндра между верхней и нижней мертвыми точками (путь поршня) называется ходом поршня S = 2R. Расстояние от оси шатунной шейки коленчатого вала до оси коренной шейки называется радиусом кривошипа R. Объем, освобождаемый поршнем при движении его от ВМТ до НМТ, называется рабочим объемом цилиндра Vs.
Объем над поршнем при его положении в ВМТ называется объемом камеры сгорания Vс. Объем, образованный над поршнем при его положении в НМТ, называется полным объемом цилиндра Va: Va =Vc +Vs. Отношение полного объема цилиндра Va к объему камеры сгорания Vс называется степенью сжатия ε:
Cтепенью предварительного расширения называется отношение объема в конце подвода тепла к объему в конце сжатия .
Часть высоты цилиндра занята продувочными и выпускными окнами. Отношение высоты этих окон к полному ходу поршня называется долей потерянного хода поршня
Схема поршневого двигателя внутреннего сгорания с кривошипно-шатунным механизмом представлена на рисунке:
Задание 1
"Расчет неизменяемых величин "
Запустить Мiсrоsоft Ехсеl 2007.
Листу новой рабочей книги присвоить название "Расчет ДВС".
Вставить в таблицу с заданными (конструктивными и термодинамическими) параметрами двигателя заголовки столбцов и строк.
Для вставки символов на ленте выбрать вкладку "Вставка", диалоговое окно "Текст", кнопку "Символ", шрифт - Symbol.
Для вставки в текст верхних и нижних индексов необходимо выделить нужный символ и правой кнопкой мыши вызвать контекстное меню, затем диалоговое окно "Формат ячеек" (вкладка "Шрифт", видоизменение - подстрочный или надстрочный).
Для объединения ячеек необходимо выделить ячейки, вызвать контекстное меню правой кнопкой мыши (команда "Формат ячеек"), выбрать вкладку "Выравнивание" и включить отображение "Объединение ячеек".
Заполнить таблицу значениями № с помощью автозаполнения: арифметическая прогрессия с начальным значением 1, шаг = 1 (на ленте вкладка "Главная", диалоговое окно "Редактирование", кнопка "Заполнить", опция "Прогрессия", шаг 1, прогрессия "Арифметическая", заполнение по столбцам). Порядок действий автозаполнения подробно описан в предыдущих лабораторных работах № 1-4.
Заполнить таблицу "Заданные параметры двигателя", введя величины и единицы измерения параметров двигателя с клавиатуры. Результаты работы:
Заданные параметры двигателя |
|||
Конструктивные |
|||
№ |
Параметр |
Значение |
единицы |
1 |
Ход поршня, S |
80 |
см |
2 |
Диаметр цилиндра, D |
24 |
см |
3 |
Длина шатуна, L |
160 |
см |
4 |
Доля хода поршня, занятая выпускными окнами, s |
0,14 |
|
5 |
Число оборотов в минуту, n |
650 |
об/мин |
Термодинамические |
|||
№ |
Параметр |
Значение |
единицы |
1 |
Максимальное давление сжатия, Pz |
66 |
кГ/см2 |
2 |
Начальное давление сжатия, P |
1,3 |
кГ/см2 |
3 |
Максимальная степень сжатия, |
13 |
|
4 |
Степень предварительного расширения, 0 |
1,6 |
|
5 |
Показатель адиабаты, k |
1,4 |
|
Рассчитать величины, значения которых в цикле ДВС не меняются, по приведенным ниже формулам:
№ |
Название |
Расчет |
1 |
Рабочий объем цилиндра, Vs |
|
2 |
Объем, соответствующий полезному ходу поршня, V's |
|
3 |
Отношение радиуса кривошипа к длине шатуна, |
|
Заполнить рабочую таблицу полученными значениями. Для этого необходимо выполнить следующие действия:
Вставить в таблицу "Величины, не изменяемые в цикле ДВС" заголовки столбцов и строк. Процедуры объединения ячеек, вставки символов, верхних и нижних индексов подробно описаны п. 4-6.
Активировать пустую ячейку со значением параметра "Рабочий объем цилиндра Vs".
Установить курсор в строку формул и набрать с клавиатуры знак "=".
Из раскрывающегося списка функций слева в верхней части рабочего окна выбрать математическую функцию ПИ (или на ленте вкладка "Формулы", диалоговое окно "Библиотека функций", кнопка "Математические", функция "ПИ"). Если в раскрывающемся списке функции ПИ нет, то нужно выбрать "Другие функции", в мастере функций категорию "Математические", функция "ПИ".
Далее в строке формул, щелкая на соответствующие ячейки в таблице "Заданные параметры двигателя", ввести формулу для расчета Vs.
Пример из строки формул для расчета Vs: =ПИ()*C5^2*C4/4
Аналогично рассчитать в таблице значения V's и .
Пример из строки формул для расчета V's: =(1-C7)*C19
Пример из строки формул для расчета : =C4/(2*C6)
Проверить результаты работы:
№ |
Название |
Расчет |
единицы |
1 |
Рабочий объем цилиндра, Vs |
36191,147 |
см3 |
2 |
Объем, соответствующий полезному ходу поршня, V's |
31124,387 |
см3 |
3 |
Отношение радиуса кривошипа к длине шатуна, |
0,250 |
|
Рассчитать величины объемов и давлений в характерных точках цикла по приведенным ниже формулам:
Объемы и давления в характерных точках цикла |
||||
Точки |
объем |
давление |
||
точка с |
Vc |
|
Pc |
|
точка z |
Vz |
|
Pz |
Pz (задано) |
точка z' |
V'z |
|
P'z |
P'z = Pz |
точка b |
Vb |
|
Pb |
|
точка a |
Va |
|
Pa |
Pa (задано) |
Заполнить рабочую таблицу "Объемы и давления в характерных точках цикла" числовыми значениями. Для этого необходимо выполнить следующие действия:
Активировать пустую ячейку для расчета числового значения параметра объема в точке с - Vc.
Установить курсор в строку формул и набрать с клавиатуры знак "=".
Далее в строке формул, щелкая на соответствующие ячейки в полученных ранее рабочих таблицах, ввести формулу для расчета Vс. Целесообразно использование абсолютной адресации для адресов ячеек (вставка знака $ с клавиатуры или с помощью нажатия клавиши F4).
Пример из строки формул для расчета Vс: =$C$20/($C$13-1)
Аналогично рассчитать в таблице значения объемов V'z Vb и давлений Pc Pb:
Пример из строки формул для расчета V'z: =$D$24*$C$14
Пример из строки формул для расчета Vb: =$D$24*$C$13
Пример из строки формул для расчета Pс: =$C$12*($C$13^$C$15)
Пример из строки формул для расчета Pb:
=$F$26*(($D$26/$D$24)^$C$15)
Для получения числовых величин, не рассчитываемых по формулам, а равным уже имеющимся, необходимо активировать нужную ячейку, ввести с клавиатуры в строке формул знак "=" и щелкнуть на нужную ячейку с полученной ранее величиной параметра (целесообразно использование абсолютной адресации для адресов ячеек):
Пример из строки формул для Vz: = $D$24
Пример из строки формул для Va: = $D$27
Пример из строки формул для Pz: =$C$11
Пример из строки формул для Pa: =$C$12
Проверить и сохранить результаты работы:
4 |
Объемы и давления в характерных точках цикла |
||||
|
точки |
объем |
давление |
||
|
точка с |
Vc |
2593,699 |
Pc |
47,148 |
|
точка z |
Vz |
2593,699 |
Pz |
66,000 |
|
точка z' |
V'z |
4149,918 |
P'z |
66,000 |
|
точка b |
Vb |
33718,086 |
Pb |
127,442 |
|
точка a |
Va |
33718,086 |
Pa |
1,300 |
В зависимости от условий решенной задачи вывести автоматическое сообщение:
1 |
Моделируется цикл Тринклера (цикл со смешанным подводом теплоты) |
если Pc<Pz и 1<< |
2 |
Моделируется цикл Отто (цикл с подводом теплоты при постоянном объеме) |
если Pc<Pz и =1 |
3 |
Моделируется цикл Дизеля (цикл с подводом теплоты при постоянном давлении) |
если Pc≥Pz и 1<< |
4 |
Идеального цикла с такими параметрами не существует |
если ни одно из условий не выполняется |
Для этого необходимо выполнить следующие действия:
На любом пустом месте листа ввести с клавиатуры информацию:
1 |
Моделируется цикл Тринклера |
2 |
Моделируется цикл Отто |
3 |
Моделируется цикл Дизеля |
4 |
Идеального цикла с такими параметрами не существует |
Активировать любую пустую ячейку листа.
Установить курсор в строку формул и набрать с клавиатуры знак "=".
Из раскрывающегося списка функций слева в верхней части окна выбрать логическую функцию ЕСЛИ (на ленте вкладка "Формулы", диалоговое окно "Библиотека функций", кнопка "Логические функции", функция "ЕСЛИ").
Если в раскрывшемся списке ее нет, то нужно выбрать "Другие функции", категория "Логические", функция ЕСЛИ.
В окне функции ЕСЛИ указать аргумент: в "Значение_если_истина" набрать с клавиатуры - 1.
Переустановить курсор в строку аргумента "Лог_выражение".
В раскрывающемся списке выбрать функцию И. Если в списке ее нет, то нужно выбрать "Другие функции", категория "Логические", функция И.
В окне функции И указать аргумент: в строке "Логическое_значение1", щелкая на соответствующие ячейки ввести логическое выражение (Pc<Pz) с использованием абсолютной адресации (вставка знака $ с клавиатуры или с помощью нажатия клавиши F4).
Переустановить курсор в строку аргумента "Логическое_значение2".
В раскрывающемся списке снова выбрать функцию И. Если в списке ее нет, то нужно выбрать "Другие функции", категория "Логические", функция И.
В окне функции И указать аргумент: в строке "Логическое_значение1", щелкая на соответствующие ячейки ввести логическое выражение (>1) с использованием абсолютной адресации (вставка знака $ с клавиатуры или с помощью нажатия клавиши F4).
В окне функции И указать аргумент: в строке "Логическое_значение2", щелкая на соответствующие ячейки ввести логическое выражение (<) с использованием абсолютной адресации (вставка знака $ с клавиатуры или с помощью нажатия клавиши F4).
Пример из строки формул: =ЕСЛИ(И($F$24<$F$25;И($C$14>1;$C$14<$C$13));1;)
Установить курсор в строку формул для добавления следующего условия.
Из раскрывающегося списка функций слева в верхней части окна выбрать логическую функцию ЕСЛИ (на ленте вкладка "Формулы", диалоговое окно "Библиотека функций", кнопка "Логические функции", функция "ЕСЛИ").
Если в раскрывшемся списке ее нет, то нужно выбрать "Другие функции", категория "Логические", функция ЕСЛИ.
В окне функции ЕСЛИ указать аргумент: в "Значение_если_истина" набрать с клавиатуры - 2.
Переустановить курсор в строку аргумента "Лог_выражение".
В раскрывающемся списке выбрать функцию И. Если в списке ее нет, то нужно выбрать "Другие функции", категория "Логические", функция И.
В окне функции И указать аргумент: в строке "Логическое_значение1", щелкая на соответствующие ячейки ввести логическое выражение (Pc<Pz) с использованием абсолютной адресации (вставка знака $ с клавиатуры или с помощью нажатия клавиши F4).
В окне функции И указать аргумент: в строке "Логическое_значение2", щелкая на соответствующие ячейки ввести логическое выражение (=1) с использованием абсолютной адресации (вставка знака $ с клавиатуры или с помощью нажатия клавиши F4). Формула приобретет следующий вид:
Пример из строки формул:
=ЕСЛИ(И($F$24<$F$25;И($C$14>1;$C$14<$C$13));1;ЕСЛИ(И($F$24<$F$25;$C$14=1);2;))
Установить курсор в строку формул для добавления следующего условия.
Из раскрывающегося списка функций слева в верхней части окна выбрать логическую функцию ЕСЛИ (на ленте вкладка "Формулы", диалоговое окно "Библиотека функций", кнопка "Логические функции", функция "ЕСЛИ").
Если в раскрывшемся списке ее нет, то нужно выбрать "Другие функции", категория "Логические", функция ЕСЛИ.
В окне функции ЕСЛИ указать аргумент: в "Значение_если_истина" набрать с клавиатуры - 3.
В окне функции ЕСЛИ указать аргумент: в "Значение_если_ложь" набрать с клавиатуры - 4.
Переустановить курсор в строку аргумента "Лог_выражение".
В раскрывающемся списке выбрать функцию И. Если в списке ее нет, то нужно выбрать "Другие функции", категория "Логические", функция И.
В окне функции И указать аргумент: в строке "Логическое_значение1", щелкая на соответствующие ячейки ввести логическое выражение (Pc≥Pz) с использованием абсолютной адресации (вставка знака $ с клавиатуры или с помощью нажатия клавиши F4).
Переустановить курсор в строку аргумента "Логическое_значение2".
В раскрывающемся списке снова выбрать функцию И. Если в списке ее нет, то нужно выбрать "Другие функции", категория "Логические", функция И.
В окне функции И указать аргумент: в строке "Логическое_значение1", щелкая на соответствующие ячейки ввести логическое выражение (>1) с использованием абсолютной адресации (вставка знака $ с клавиатуры или с помощью нажатия клавиши F4).
В окне функции И указать аргумент: в строке "Логическое_значение2", щелкая на соответствующие ячейки ввести логическое выражение (<) с использованием абсолютной адресации (вставка знака $ с клавиатуры или с помощью нажатия клавиши F4). Итоговая формула имеет вид:
Пример из строки формул:
=ЕСЛИ(И($F$24<$F$25;И($C$14>1;$C$14<$C$13));1;
ЕСЛИ(И($F$24<$F$25;$C$14=1);2;
ЕСЛИ(И($F$24>=$F$25;И($C$14>1;$C$14<$C$13));3;4)))
Активировать соседнюю (пустую) ячейку рядом с получившимся результатом (цифра 1) и в строке формул ввести знак "=".
Из раскрывающегося списка функций слева в верхней части окна выбрать функцию ВПР (на ленте вкладка "Формулы", диалоговое окно "Библиотека функций", кнопка "Ссылки и массивы", функция "ВПР").
Если в раскрывшемся списке ее нет, то нужно выбрать "Другие функции", категория " Ссылки и массивы", функция ВПР.
В диалоговом окне функции ввести аргументы:
Искомое_значение: щелкнуть на ячейку с полученным ранее числом -результатом решения условий;
Таблица: выделить всю таблицу с информацией;
Номер столбца: ввести - 2.
Пример из строки формул: =ВПР(A30;$P$2:$Q$5;2)
Выполнить форматирование таблицы, просмотреть и сохранить результаты работы.
Задание 2
"Расчет величин, значения которых изменяются в цикле ДВС, и построение PV-диаграммы "
Вставить в таблицу значения величин, изменяемых в цикле ДВС заголовки столбцов и строк.
Для вставки символов на ленте выбрать вкладку "Вставка", диалоговое окно "Текст", кнопку "Символ", шрифт - Symbol.
Для объединения ячеек необходимо выделить ячейки, вызвать контекстное меню правой кнопкой мыши (команда "Формат ячеек"), выбрать вкладку "Выравнивание" и включить отображение "Объединение ячеек".
Заполнить таблицу значениями (в градусах) с помощью автозаполнения: для процесса сжатия арифметическая прогрессия с начальным значением 180, шаг = 10 (на ленте вкладка "Главная", диалоговое окно "Редактирование", кнопка "Заполнить", опция "Прогрессия", шаг 10, прогрессия "Арифметическая", заполнение по столбцам). Проверьте результаты заполнения:
Величины, изменяемые в цикле ДВС |
|||
Процесс расширения и выпуска продуктов сгорания |
|||
Угол поворота кривошипа, (град) |
(рад) |
Объем газа в цилиндре ДВС, V |
Давление газа в цилиндре, P |
0 |
|
|
|
10 |
|
|
|
20 |
|
|
|
30 |
|
|
|
40 |
|
|
|
50 |
|
|
|
60 |
|
|
|
70 |
|
|
|
80 |
|
|
|
90 |
|
|
|
100 |
|
|
|
110 |
|
|
|
120 |
|
|
|
130 |
|
|
|
140 |
|
|
|
150 |
|
|
|
160 |
|
|
|
170 |
|
|
|
180 |
|
|
|
Процесс сжатия |
|||
Угол поворота кривошипа, (град) |
(рад) |
Объем газа в цилиндре ДВС, V |
Давление газа в цилиндре, P |
180 |
|
|
|
190 |
|
|
|
200 |
|
|
|
210 |
|
|
|
220 |
|
|
|
230 |
|
|
|
240 |
|
|
|
250 |
|
|
|
260 |
|
|
|
270 |
|
|
|
280 |
|
|
|
290 |
|
|
|
300 |
|
|
|
310 |
|
|
|
320 |
|
|
|
330 |
|
|
|
340 |
|
|
|
350 |
|
|
|
360 |
|
|
|
Заполнить значения угла поворота кривошипа в радианах в столбце (рад). Для перевода градусов в радианы используется математическая функция "РАДИАНЫ" (на ленте вкладка "Формулы", диалоговое окно "Библиотека функций", кнопка "Математические", функция "РАДИАНЫ"). Для этого необходимо:
Активировать первую ячейку столбца.
Установить курсор в строку формул и ввести с клавиатуры знак "=".
Из раскрывающегося списка функций слева в верхней части окна выбрать математическую функцию РАДИАНЫ.
Если в раскрывшемся списке ее нет, то нужно выбрать "Другие функции", категория "Математические", функция РАДИАНЫ.
Щелкнуть мышью на ячейку, содержащую значение угла в градусах.
Пример из строки формул: =РАДИАНЫ(J4)
Распространить формулу на весь столбец.
Проверить и сохранить результаты.
Величины, изменяемые в цикле ДВС |
|||
Процесс расширения и выпуска продуктов сгорания |
|||
Угол поворота кривошипа, (град) |
(рад) |
Объем газа в цилиндре ДВС, V |
Давление газа в цилиндре, P |
0 |
0,00 |
|
|
10 |
0,17 |
|
|
20 |
0,35 |
|
|
30 |
0,52 |
|
|
40 |
0,70 |
|
|
50 |
0,87 |
|
|
60 |
1,05 |
|
|
70 |
1,22 |
|
|
80 |
1,40 |
|
|
90 |
1,57 |
|
|
100 |
1,75 |
|
|
110 |
1,92 |
|
|
120 |
2,09 |
|
|
130 |
2,27 |
|
|
140 |
2,44 |
|
|
150 |
2,62 |
|
|
160 |
2,79 |
|
|
170 |
2,97 |
|
|
180 |
3,14 |
|
|
Процесс сжатия |
|||
Угол поворота кривошипа, (град) |
(рад) |
Объем газа в цилиндре ДВС, V |
Давление газа в цилиндре, P |
180 |
3,14 |
|
|
190 |
3,32 |
|
|
200 |
3,49 |
|
|
210 |
3,67 |
|
|
220 |
3,84 |
|
|
230 |
4,01 |
|
|
240 |
4,19 |
|
|
250 |
4,36 |
|
|
260 |
4,54 |
|
|
270 |
4,71 |
|
|
280 |
4,89 |
|
|
290 |
5,06 |
|
|
300 |
5,24 |
|
|
310 |
5,41 |
|
|
320 |
5,59 |
|
|
330 |
5,76 |
|
|
340 |
5,93 |
|
|
350 |
6,11 |
|
|
360 |
6,28 |
|
|
Заполнить столбцы таблицы значениями объемов и давлений по следующим формулам:
Изменяющиеся величины в цикле ДВС |
||
Процесс расширения и выпуска продуктов сгорания |
||
№ |
Название |
Формула |
1 |
Пределы изменения угла поворота кривошипа в процессе расширение - выпуск |
0≤≤ |
2 |
Объем газа в цилиндре, V |
|
3 |
Давление газа в цилиндре, P |
|
Процесс выпуск - сжатие |
||
№ |
Название |
Формула |
1 |
Пределы изменения угла поворота кривошипа в процессе выпуск - сжатие |
≤≤2 |
2 |
Объем газа в цилиндре, V (аналогично процессу расширение - выпуск) |
|
3 |
Давление газа в цилиндре, P |
|
Для вычисления величин объемов газа используются математические функции COS и SIN (на ленте вкладка "Формулы", диалоговое окно "Библиотека функций", кнопка "Математические", функции COS и SIN).
Для вычисления объема газа при расширении необходимо выполнить следующие действия:
Активировать первую ячейку столбца.
Установить курсор в строку формул и ввести с клавиатуры знак "=".
Ввести формулу для расчета с использованием функций COS и SIN из раскрывающегося списка и абсолютной адресации (вставка знака $ с клавиатуры или с помощью нажатия клавиши F4). Значения угла для расчета брать в радианах.
Пример из строки формул:
=$D$24+$C$19*(1-COS(K4)+0,5*$C$21*SIN(K4)^2)/2
Распространить формулу на весь столбец.
Для вычисления объема газа при сжатии необходимо выполнить следующие действия:
Активировать первую ячейку столбца.
Установить курсор в строку формул и ввести с клавиатуры знак "=".
Ввести формулу для расчета с использованием функций COS и SIN из раскрывающегося списка и абсолютной адресации (вставка знака $ с клавиатуры или с помощью нажатия клавиши F4). Значения угла для расчета брать в радианах.
Пример из строки формул:
=$D$24+$C$19*(1-COS(K14)+0,5*$C$21*SIN(K14)^2)/2
Распространить формулу на весь столбец.
Проверить и сохранить результаты.
Величины, изменяемые в цикле ДВС |
|||
Процесс расширения и выпуска продуктов сгорания |
|||
Угол поворота кривошипа, (град) |
(рад) |
Объем газа в цилиндре ДВС, V |
Давление газа в цилиндре, P |
0 |
0,00 |
2593,698895 |
|
10 |
0,17 |
2936,817359 |
|
20 |
0,35 |
3949,59302 |
|
30 |
0,52 |
5583,53275 |
|
40 |
0,70 |
7761,840806 |
|
50 |
0,87 |
10385,02684 |
|
60 |
1,05 |
13337,94577 |
|
70 |
1,22 |
16497,57108 |
|
80 |
1,40 |
19740,74986 |
|
90 |
1,57 |
22951,21929 |
|
100 |
1,75 |
26025,27665 |
|
110 |
1,92 |
28875,67249 |
|
120 |
2,09 |
31433,51945 |
|
130 |
2,27 |
33648,24795 |
|
140 |
2,44 |
35485,86814 |
|
150 |
2,62 |
36925,98576 |
|
160 |
2,79 |
37958,14714 |
|
170 |
2,97 |
38578,13988 |
|
180 |
3,14 |
38784,84626 |
|
Процесс сжатия |
|||
Угол поворота кривошипа, (град) |
(рад) |
Объем газа в цилиндре ДВС, V |
Давление газа в цилиндре, P |
180 |
3,14 |
38784,84626 |
|
190 |
3,32 |
38578,13988 |
|
200 |
3,49 |
37958,14714 |
|
210 |
3,67 |
36925,98576 |
|
220 |
3,84 |
35485,86814 |
|
230 |
4,01 |
33648,24795 |
|
240 |
4,19 |
31433,51945 |
|
250 |
4,36 |
28875,67249 |
|
260 |
4,54 |
26025,27665 |
|
270 |
4,71 |
22951,21929 |
|
280 |
4,89 |
19740,74986 |
|
290 |
5,06 |
16497,57108 |
|
300 |
5,24 |
13337,94577 |
|
310 |
5,41 |
10385,02684 |
|
320 |
5,59 |
7761,840806 |
|
330 |
5,76 |
5583,53275 |
|
340 |
5,93 |
3949,59302 |
|
350 |
6,11 |
2936,817359 |
|
360 |
6,28 |
2593,698895 |
|
Для вычисления величин давлений газа используется логическая функция ЕСЛИ (на ленте вкладка "Формулы", диалоговое окно "Библиотека функций", кнопка "Логические", функция ЕСЛИ).
Для вычисления давления газа при расширении необходимо выполнить следующие действия:
Активировать первую ячейку столбца.
Установить курсор в строку формул и ввести с клавиатуры знак "=".
Из раскрывающегося списка функций слева в верхней части окна выбрать логическую функцию ЕСЛИ (на ленте вкладка "Формулы", диалоговое окно "Библиотека функций", кнопка "Логические функции", функция "ЕСЛИ").
Если в раскрывшемся списке ее нет, то нужно выбрать "Другие функции", категория "Логические", функция ЕСЛИ.
В окне функции ЕСЛИ указать аргумент "Лог_выражение" (условие V ≤ V'z), щелкая на соответствующие ячейки и используя абсолютную адресацию.
Переустановить курсор в строку аргумента "Значение_если_истина" и щелкнуть на ячейку со значением Pz, используя абсолютную адресацию.
Переустановить курсор в строку аргумента "Значение_если_ложь".
Из раскрывающегося списка функций слева в верхней части окна выбрать логическую функцию ЕСЛИ.
В окне функции ЕСЛИ указать аргумент: в "Значение_если_истина" набрать с клавиатуры формулу, щелкая на соответствующие ячейки и используя абсолютную адресацию.
Переустановить курсор в строку аргумента "Лог_выражение".
В раскрывающемся списке выбрать функцию И. Если в списке ее нет, то нужно выбрать "Другие функции", категория "Логические", функция И.
В окне функции И указать аргумент: в строке "Логическое_значение1", щелкая на соответствующие ячейки ввести логическое выражение (V>V'z) с использованием абсолютной адресации (вставка знака $ с клавиатуры или с помощью нажатия клавиши F4).
В окне функции И указать аргумент: в строке "Логическое_значение2", щелкая на соответствующие ячейки ввести логическое выражение (V<Vb) с использованием абсолютной адресации (вставка знака $ с клавиатуры или с помощью нажатия клавиши F4).
Пример из строки формул:
=ЕСЛИ(L4<=$D$26;$F$25;ЕСЛИ(И(L4>$D$26;L4<$D$27);$F$26*($D$26/L4)^$C$15;))
Установить курсор в строку формул для добавления следующего условия.
Из раскрывающегося списка функций слева в верхней части окна выбрать логическую функцию ЕСЛИ (на ленте вкладка "Формулы", диалоговое окно "Библиотека функций", кнопка "Логические функции", функция "ЕСЛИ").
Если в раскрывшемся списке ее нет, то нужно выбрать "Другие функции", категория "Логические", функция ЕСЛИ.
В окне функции ЕСЛИ указать аргумент "Лог_выражение" (условие V ≥ Vb), щелкая на соответствующие ячейки и используя абсолютную адресацию.
Переустановить курсор в строку аргумента "Значение_если_истина" и щелкнуть на ячейку со значением P, используя абсолютную адресацию.
Пример из строки формул:
=ЕСЛИ(L4<=$D$26;$F$25;
ЕСЛИ(И(L4>$D$26;L4<$D$27);$F$26*($D$26/L4)^$C$15;
ЕСЛИ(L4>=$D$27;$F$28)))
Распространить формулу на весь столбец.
Для вычисления давления газа при сжатии необходимо выполнить следующие действия:
Активировать первую ячейку столбца.
Установить курсор в строку формул и ввести с клавиатуры знак "=".
Из раскрывающегося списка функций слева в верхней части окна выбрать логическую функцию ЕСЛИ (на ленте вкладка "Формулы", диалоговое окно "Библиотека функций", кнопка "Логические функции", функция "ЕСЛИ").
В окне функции ЕСЛИ указать аргумент "Лог_выражение" (условие V > V), щелкая на соответствующие ячейки и используя абсолютную адресацию.
Переустановить курсор в строку аргумента "Значение_если_истина" и щелкнуть на ячейку со значением P, используя абсолютную адресацию.
Переустановить курсор в строку аргумента "Значение_если_ложь".
Из раскрывающегося списка функций слева в верхней части окна выбрать логическую функцию ЕСЛИ.
В окне функции ЕСЛИ указать аргумент "Лог_выражение" (условие V ≤ V), щелкая на соответствующие ячейки и используя абсолютную адресацию.
Переустановить курсор в строку аргумента "Значение_если_истина" набрать с клавиатуры формулу, щелкая на соответствующие ячейки и используя абсолютную адресацию.
Пример из строки формул:
=ЕСЛИ(L14>$D$28;$F$28;ЕСЛИ(L14<=$D$28;$F$28*($D$28/L14)^$C$15))
Распространить формулу на весь столбец.
Отформатировать таблицу, проверить и сохранить результаты:
Величины, изменяемые в цикле ДВС |
|||
Процесс расширения и выпуска продуктов сгорания |
|||
Угол поворота кривошипа, (град) |
(рад) |
Объем газа в цилиндре ДВС, V |
Давление газа в цилиндре, P |
0 |
0,00 |
2593,698895 |
66,000 |
10 |
0,17 |
2936,817359 |
66,000 |
20 |
0,35 |
3949,59302 |
66,000 |
30 |
0,52 |
5583,53275 |
43,564 |
40 |
0,70 |
7761,840806 |
27,469 |
50 |
0,87 |
10385,02684 |
18,274 |
60 |
1,05 |
13337,94577 |
12,873 |
70 |
1,22 |
16497,57108 |
9,559 |
80 |
1,40 |
19740,74986 |
7,435 |
90 |
1,57 |
22951,21929 |
6,021 |
100 |
1,75 |
26025,27665 |
5,049 |
110 |
1,92 |
28875,67249 |
4,366 |
120 |
2,09 |
31433,51945 |
3,877 |
130 |
2,27 |
33648,24795 |
3,524 |
140 |
2,44 |
35485,86814 |
1,300 |
150 |
2,62 |
36925,98576 |
1,300 |
160 |
2,79 |
37958,14714 |
1,300 |
170 |
2,97 |
38578,13988 |
1,300 |
180 |
3,14 |
38784,84626 |
1,300 |
Процесс сжатия |
|||
Угол поворота кривошипа, (град) |
(рад) |
Объем газа в цилиндре ДВС, V |
Давление газа в цилиндре, P |
180 |
3,14 |
38784,84626 |
1,300 |
190 |
3,32 |
38578,13988 |
1,300 |
200 |
3,49 |
37958,14714 |
1,300 |
210 |
3,67 |
36925,98576 |
1,300 |
220 |
3,84 |
35485,86814 |
1,300 |
230 |
4,01 |
33648,24795 |
1,304 |
240 |
4,19 |
31433,51945 |
1,434 |
250 |
4,36 |
28875,67249 |
1,615 |
260 |
4,54 |
26025,27665 |
1,868 |
270 |
4,71 |
22951,21929 |
2,228 |
280 |
4,89 |
19740,74986 |
2,751 |
290 |
5,06 |
16497,57108 |
3,536 |
300 |
5,24 |
13337,94577 |
4,762 |
310 |
5,41 |
10385,02684 |
6,761 |
320 |
5,59 |
7761,840806 |
10,163 |
330 |
5,76 |
5583,53275 |
16,117 |
340 |
5,93 |
3949,59302 |
26,168 |
350 |
6,11 |
2936,817359 |
39,621 |
360 |
6,28 |
2593,698895 |
47,148 |
На основе данных полученной таблицы построить графики. Для этого необходимо выполнить следующие действия:
Вызвать мастер диаграмм (на ленте вкладка "Вставка", диалоговое окно "Диаграммы", кнопка "График", выбрать "График с маркерами" ).
Находясь в режиме "Работа с диаграммами", выбрать вкладку "Конструктор", диалоговое окно "Данные", кнопка "Выбрать данные" (также можно вызвать контекстное меню правой кнопкой мыши, команда "Выбрать данные"). Установить курсор в строку "Диапазон данных для диаграммы", нажать кнопку CTRL и, не отпуская ее, выделить значения объемов в таблице для процесса расширения и процесса сжатия.
Для подписей горизонтальной оси нажать кнопку "Изменить" и аналогично, нажав кнопку CTRL, указать диапазон данных - значения углов поворота кривошипа в градусах.
Для изменения имени ряда для элемента легенды нажать кнопку "Изменить" и ввести с клавиатуры "Объем газа в цилиндре ДВС".
На получившийся график необходимо добавить название диаграммы. Для этого, находясь в режиме "Работа с диаграммами", выбрать вкладку "Макет", диалоговое окно "Подписи", кнопка "Название диаграммы", опция "Над диаграммой".
Ввести название диаграммы "Объем газа в цилиндре ДВС, V".
На график добавить названия осей. Для этого, находясь в режиме "Работа с диаграммами", выбрать вкладку "Макет", диалоговое окно "Подписи", кнопка "Названия осей".
Ввести с клавиатуры название основной горизонтальной оси "градусы, ".
Ввести с клавиатуры название основной вертикальной оси - "V" (режим "Горизонтальное название").
Для добавления линий сетки на график необходимо, находясь в режиме "Работа с диаграммами", выбрать вкладку "Макет", диалоговое окно "Оси", кнопка "Сетка". В опциях "Горизонтальные линии сетки по основной оси" и "Вертикальные линии сетки по основной оси" выбрать кнопки "Основные линии сетки".
Сохранить и проверить результаты работы.
По аналогии с построенным графиком таким же образом построить график значений давлений.
Сохранить и проверить результаты работы.
Подготовить данные для построения PV-диаграммы. Для этого необходимо выполнить следующие действия:
Т.к. моделируется полный цикл работы двигателя, необходимо "замкнуть" ряд полученных значений для дальнейшего построения PV-диаграммы. Для этого активируйте (сделайте активными) ячейки ниже рассчитанных величин объемов и давлений, а затем сделайте значения в ячейках, равными значениям V и P при угле поворота кривошипа = 0:
Пример из строки формул для V: =$J$4
Пример из строки формул для P: =$K$4
Величины, изменяемые в цикле ДВС |
|||
Процесс расширения и выпуска продуктов сгорания |
|||
Угол поворота кривошипа, (град) |
(рад) |
Объем газа в цилиндре ДВС, V |
Давление газа в цилиндре, P |
0 |
0,00 |
2593,698895 |
66,000 |
10 |
0,17 |
2936,817359 |
66,000 |
20 |
0,35 |
3949,59302 |
66,000 |
30 |
0,52 |
5583,53275 |
43,564 |
40 |
0,70 |
7761,840806 |
27,469 |
50 |
0,87 |
10385,02684 |
18,274 |
60 |
1,05 |
13337,94577 |
12,873 |
70 |
1,22 |
16497,57108 |
9,559 |
80 |
1,40 |
19740,74986 |
7,435 |
90 |
1,57 |
22951,21929 |
6,021 |
100 |
1,75 |
26025,27665 |
5,049 |
110 |
1,92 |
28875,67249 |
4,366 |
120 |
2,09 |
31433,51945 |
3,877 |
130 |
2,27 |
33648,24795 |
3,524 |
140 |
2,44 |
35485,86814 |
1,300 |
150 |
2,62 |
36925,98576 |
1,300 |
160 |
2,79 |
37958,14714 |
1,300 |
170 |
2,97 |
38578,13988 |
1,300 |
180 |
3,14 |
38784,84626 |
1,300 |
Процесс сжатия |
|||
Угол поворота кривошипа, (град) |
(рад) |
Объем газа в цилиндре ДВС, V |
Давление газа в цилиндре, P |
180 |
3,14 |
38784,84626 |
1,300 |
190 |
3,32 |
38578,13988 |
1,300 |
200 |
3,49 |
37958,14714 |
1,300 |
210 |
3,67 |
36925,98576 |
1,300 |
220 |
3,84 |
35485,86814 |
1,300 |
230 |
4,01 |
33648,24795 |
1,304 |
240 |
4,19 |
31433,51945 |
1,434 |
250 |
4,36 |
28875,67249 |
1,615 |
260 |
4,54 |
26025,27665 |
1,868 |
270 |
4,71 |
22951,21929 |
2,228 |
280 |
4,89 |
19740,74986 |
2,751 |
290 |
5,06 |
16497,57108 |
3,536 |
300 |
5,24 |
13337,94577 |
4,762 |
310 |
5,41 |
10385,02684 |
6,761 |
320 |
5,59 |
7761,840806 |
10,163 |
330 |
5,76 |
5583,53275 |
16,117 |
340 |
5,93 |
3949,59302 |
26,168 |
350 |
6,11 |
2936,817359 |
39,621 |
360 |
6,28 |
2593,698895 |
47,148 |
0 |
|
2593,698895 |
66,000 |
На основе расчетных данных Построить PV-диаграмму. Для этого необходимо выполнить следующие действия:
Вызвать мастер диаграмм (на ленте вкладка "Вставка", диалоговое окно "Диаграммы", кнопка "График", выбрать "График с маркерами" ).
Находясь в режиме "Работа с диаграммами", выбрать вкладку "Конструктор", диалоговое окно "Данные", кнопка "Выбрать данные" (также можно вызвать контекстное меню правой кнопкой мыши, команда "Выбрать данные"). Установить курсор в строку "Диапазон данных для диаграммы", нажать кнопку CTRL и, не отпуская ее, выделить значения давлений в таблице для процесса расширения и процесса сжатия.
Для добавления подписей на оси х на график необходимо, находясь в режиме "Работа с диаграммами", выбрать вкладку "Конструктор", диалоговое окно "Данные", кнопка "Выбрать данные", для подписей горизонтальной оси нажать кнопку "Изменить" и указать диапазон данных - значения объемов в соответствующем столбце (также можно вызвать контекстное меню правой кнопкой мыши, команда "Выбрать данные"):
Получившийся предварительно график будет иметь вид:
Удалить легенду на графике, для этого выделить ее и нажать клавишу DELETE.
Щелкнуть левой клавишей мыши в пустой правый верхний угол графика, вызвать контекстное меню и выбрать команду "Изменить тип диаграммы".
Изменить тип на "Точечная" (точечная с прямыми отрезками и маркерами).
Диаграмма примет вид:
Отформатировать подписи оси Х. Для этого:
Щелкнуть левой клавишей мыши по оси Х для ее выделения.
С помощью правой клавиши мыши вызвать контекстное меню, команда "Формат оси".
Выбрать вкладку "Выравнивание", горизонтальное выравнивание - "По центру", направление текста из предложенных шаблонов - "Повернуть весь текст на 270".
Выбрать вкладку "Параметры оси" и установить цену деления "Тысячи".
Выбрать вкладку "Число" и отформатировать величины давлений по формату "Числовой" ( число десятичных знаков - 2).
На получившийся график необходимо добавить название диаграммы. Для этого, находясь в режиме "Работа с диаграммами", выбрать вкладку "Макет", диалоговое окно "Подписи", кнопка "Название диаграммы", опция "Над диаграммой".
Ввести название диаграммы "Моделирование цикла ДВС (pV-диаграмма)".
Щелкнуть левой клавишей мыши по линии точечной диаграммы до появления маркеров.
С помощью правой клавиши мыши вызвать контекстное меню и выбрать команду "Добавить подписи данных".
Щелкнуть левой кнопкой мыши по линии диаграммы до появления маркеров.
Щелкнуть правой кнопкой мыши и вызвать контекстное меню, команду "Формат ряда данных"
В диалоговом окне выбрать опцию "Тип линии" и "Тип окончания стрелки".
Для добавления линий сетки на диаграмму необходимо, находясь в режиме "Работа с диаграммами", выбрать вкладку "Макет", диалоговое окно "Оси", кнопка "Сетка". В опциях "Горизонтальные линии сетки по основной оси" и "Вертикальные линии сетки по основной оси" выбрать кнопки "Основные линии сетки".
Подписать вертикальную (P) и горизонтальную (V) оси. Для этого, находясь в режиме "Работа с диаграммами", выбрать вкладку "Макет", диалоговое окно "Подписи", кнопка "Названия осей".
Проверить соответствие диаграммы образцу:
Установить курсор мыши на название листа "Расчет ДВС".
Правой кнопкой мыши вызвать контекстное меню
Выбрать команду "Переместить/скопировать".
В появившемся диалоговом окне включить функцию "Создать копию" и выбрать в списке опцию "Переместить в конец".
Изменить название скопированного листа на "Расчет ДВС_ИЗ". Для этого необходимо щелкнуть два раза на имя листа и изменить его, либо вызвать контекстное меню и выбрать команду "Переименовать".
Изменить начальные условия по индивидуальному варианту (номер компьютера).
Проверить и сохранить результаты.
Например, если ввести значения, приведенные в таблице ниже, то расчеты примут следующий вид:
№ |
Параметр |
Значение |
1 |
S |
50 |
2 |
D |
45 |
3 |
L |
90 |
№ |
Параметр |
Значение |
1 |
Pz |
50 |
2 |
P |
1,15 |
3 |
|
12 |
4 |
0 |
1 |
Индивидуальные варианты |
||||||
Вариант № 01 |
|
Вариант № 06 |
||||
№ |
Параметр |
Значение |
|
№ |
Параметр |
Значение |
1 |
S |
60 |
|
1 |
S |
55 |
2 |
D |
36 |
|
2 |
D |
30 |
3 |
L |
120 |
|
3 |
L |
110 |
№ |
Параметр |
Значение |
|
№ |
Параметр |
Значение |
1 |
Pz |
58 |
|
1 |
Pz |
52 |
2 |
P |
1,45 |
|
2 |
P |
1,4 |
3 |
|
11 |
|
3 |
|
13 |
4 |
0 |
2,2 |
|
4 |
0 |
1 |
Вариант № 02 |
|
Вариант № 07 |
||||
№ |
Параметр |
Значение |
|
№ |
Параметр |
Значение |
1 |
S |
60 |
|
1 |
S |
65 |
2 |
D |
20 |
|
2 |
D |
34 |
3 |
L |
120 |
|
3 |
L |
130 |
№ |
Параметр |
|
|
№ |
Параметр |
Значение |
1 |
Pz |
52 |
|
1 |
Pz |
56 |
2 |
P |
1,55 |
|
2 |
P |
1,55 |
3 |
|
11 |
|
3 |
|
11 |
4 |
0 |
1,9 |
|
4 |
0 |
1,15 |
Вариант № 03 |
|
Вариант № 08 |
||||
№ |
Параметр |
Значение |
|
№ |
Параметр |
Значение |
1 |
S |
750 |
|
1 |
S |
55 |
2 |
D |
320 |
|
2 |
D |
26 |
3 |
L |
150 |
|
3 |
L |
110 |
№ |
Параметр |
Значение |
|
№ |
Параметр |
Значение |
1 |
Pz |
50 |
|
1 |
Pz |
58 |
2 |
P |
1,2 |
|
2 |
P |
1,55 |
3 |
|
11 |
|
3 |
|
13 |
4 |
0 |
2,2 |
|
4 |
0 |
1 |
Вариант № 04 |
|
Вариант № 09 |
||||
№ |
Параметр |
Значение |
|
№ |
Параметр |
Значение |
1 |
S |
45 |
|
1 |
S |
55 |
2 |
D |
26 |
|
2 |
D |
24 |
3 |
L |
90 |
|
3 |
L |
110 |
№ |
Параметр |
Значение |
|
№ |
Параметр |
Значение |
1 |
Pz |
52 |
|
1 |
Pz |
58 |
2 |
P |
1,2 |
|
2 |
P |
1,3 |
3 |
|
13 |
|
3 |
|
13 |
4 |
0 |
1,75 |
|
4 |
0 |
1 |
Вариант № 05 |
|
Вариант № 10 |
||||
№ |
Параметр |
Значение |
|
№ |
Параметр |
Значение |
1 |
S |
65 |
|
1 |
S |
80 |
2 |
D |
30 |
|
2 |
D |
36 |
3 |
L |
130 |
|
3 |
L |
160 |
№ |
Параметр |
|
|
№ |
Параметр |
Значение |
1 |
Pz |
62 |
|
1 |
Pz |
66 |
2 |
P |
1,25 |
|
2 |
P |
1,35 |
3 |
|
13 |
|
3 |
|
11 |
4 |
0 |
1,15 |
|
4 |
0 |
1,75 |
Вариант № 11 |
|
Вариант № 16 |
||||||
№ |
Параметр |
Значение |
|
№ |
Параметр |
Значение |
||
1 |
S |
80 |
|
1 |
S |
75 |
||
2 |
D |
20 |
|
2 |
D |
22 |
||
3 |
L |
160 |
|
3 |
L |
150 |
||
№ |
Параметр |
Значение |
|
№ |
Параметр |
Значение |
||
1 |
Pz |
58 |
|
1 |
Pz |
58 |
||
2 |
P |
1,4 |
|
2 |
P |
1,4 |
||
3 |
|
13 |
|
3 |
|
13 |
||
4 |
0 |
1,3 |
|
4 |
0 |
1,6 |
||
Вариант № 12 |
|
Вариант № 17 |
||||||
№ |
Параметр |
Значение |
|
№ |
Параметр |
Значение |
||
1 |
S |
75 |
|
1 |
S |
75 |
||
2 |
D |
28 |
|
2 |
D |
34 |
||
3 |
L |
150 |
|
3 |
L |
150 |
||
№ |
Параметр |
Значение |
|
№ |
Параметр |
Значение |
||
1 |
Pz |
52 |
|
1 |
Pz |
64 |
||
2 |
P |
1,3 |
|
2 |
P |
1,3 |
||
3 |
|
11 |
|
3 |
|
11 |
||
4 |
0 |
1,9 |
|
4 |
0 |
1,6 |
||
Вариант № 13 |
|
Вариант № 18 |
||||||
№ |
Параметр |
Значение |
|
№ |
Параметр |
Значение |
||
1 |
S |
65 |
|
1 |
S |
55 |
||
2 |
D |
30 |
|
2 |
D |
34 |
||
3 |
L |
130 |
|
3 |
L |
110 |
||
№ |
Параметр |
Значение |
|
№ |
Параметр |
Значение |
||
1 |
Pz |
52 |
|
1 |
Pz |
60 |
||
2 |
P |
1,3 |
|
2 |
P |
1,45 |
||
3 |
|
11 |
|
3 |
|
11 |
||
4 |
0 |
1,3 |
|
4 |
0 |
0,15 |
||
Вариант № 14 |
|
Вариант № 19 |
||||||
№ |
Параметр |
Значение |
|
№ |
Параметр |
Значение |
||
1 |
S |
60 |
|
1 |
S |
65 |
||
2 |
D |
32 |
|
2 |
D |
28 |
||
3 |
L |
120 |
|
3 |
L |
130 |
||
№ |
Параметр |
Значение |
|
№ |
Параметр |
Значение |
||
1 |
Pz |
64 |
|
1 |
Pz |
54 |
||
2 |
P |
1,5 |
|
2 |
P |
1,5 |
||
3 |
|
12 |
|
3 |
|
11 |
||
4 |
0 |
2,05 |
|
4 |
0 |
2,2 |
||
Вариант № 15 |
|
Вариант № 20 |
||||||
№ |
Параметр |
Значение |
|
№ |
Параметр |
Значение |
||
1 |
S |
65 |
|
1 |
S |
50 |
||
2 |
D |
28 |
|
2 |
D |
36 |
||
3 |
L |
130 |
|
3 |
L |
100 |
||
№ |
Параметр |
Значение |
|
№ |
Параметр |
Значение |
||
1 |
Pz |
66 |
|
1 |
Pz |
50 |
||
2 |
P |
1,4 |
|
2 |
P |
1,45 |
||
3 |
|
11 |
|
3 |
|
13 |
||
4 |
0 |
1,15 |
|
4 |
0 |
0,1 |
||