Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Лабораторные по моделированию.doc
Скачиваний:
1
Добавлен:
01.07.2025
Размер:
3.63 Mб
Скачать

Решение нелинейного уравнения методом Ньютона

2.3.1. Задача №1

Вычислить перепад давления , который необходим для того, чтобы перекачивать с расходом по трубопроводу радиусом , длиной в ламинарном режиме высоковязкий застывающий мазут плотностью , если он при выбранной температуре бингамовский пластик с предельным напряжением сдвига и кинематической вязкостью .

Известна формула Букингема, связывающая и Q:

.

Вычисления провести, воспользовавшись методом Ньютона для решения нелинейного уравнения.

Задания по вариантам:

№ варианта

1

120

30

50

2

140

25

40

3

150

20

40

№ варианта

4

200

20

40

5

170

35

40

6

180

30

50

7

160

20

25

8

100

50

50

9

110

40

40

10

125

40

50

11

115

25

30

12

200

25

30

13

175

30

30

14

180

40

50

15

160

40

40

16

135

50

25

17

150

45

35

18

150

30

35

19

130

30

40

20

120

25

50

21

120

40

45

22

185

25

45

23

190

35

50

24

105

50

30

2.3.2. Задача №2

Резервуар для нефти имеет форму лежащего цилиндра радиусом 1м и длиной 3м. Для определения степени заполнения резервуара нефтью в него опускается вертикально в отверстие сверху измерительный стержень.

Необходимо рассчитать шкалу для этого стержня, на которой были бы нанесены отметки о заполнении резервуара в долях q от его полного объема (для q= 0.02; 0.04; 0.06;…; 0.50, т.е. для заполнения на 2%, 4%, 6%, …, 50%).

Для этого надо определить высоты всех указанных уровней заполнения.

Решение:

П усть l длина резервуара,  угол при вершине треугольника, образованного при соединении центра окружности поперечного сечения резервуара и концов линии поверхности жидкости ( рис. 3).

Рис. 3

При этом заполненный объем V есть функция угла :

(1)

Высота уровня жидкости вычисляется по формуле

(2)

С другой стороны имеем

(3)

Из формул (1) и (3) получаем уравнение

, (4)

решая которое методом Ньютона, найдем .

Подставив значение  в формулу (2), найдем h.

Каждый студент должен выполнить расчет уровня жидкости h для заданного значения q. Затем вся группа строит искомую шкалу.

Задания по вариантам:

№ вар.

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

q

.02

.06

.10

.14

.18

.22

.26

.30

.34

.38

.42

.50