Расчет технологического оборудования молочной отрасли с помощью ЭВМ. Методическое пособие для студентов специальности 260303 – «Технология молока и мо

Fox := 11.3

Число пластин в секции

> n_ox:=Fox/f;

n_ox := 57.1

Принимаем

> n_ox:=60.;

n_ox := 60.

Число пакетов в секции

> X_ox:=n_ox/(2.*mx);

X_ox := 1.00

Принимаем

> X_ox:=1.;

X_ox := 1.

5. Контрольный расчет общего гидравлического сопротивления

5.1.Секция рекуперации

5.1.1.Для холодного молока

-коэффициент гидравлического сопротивления секции

>xi_rek1:=11.2*Re_rek1**(-0.25);

xi_rek1 := 1.71

-гидравлическое сопротивление в секции (Па)

>dekv:=2.*h; rho:=1023.;

dekv := .00400:= 1023.

>

DP_rek1:=xi_rek*(f/Bp)/dekv*rho*Vpr**2*X_rek/ 2.;

DP_rek1 := 184000.

5.1.2. Для горячего молока

-коэффициент гидравлического сопротивления секции

>xi_rek2:=11.2*Re_rek2**(-0.25);

30

xi_rek2 := 1.58

-гидравлическое сопротивление в секции (Па)

>rho:=1015.9;

:= 1015.9

>

DP_rek2:=xi_rek2*(f/Bp)/dekv*rho*Vpr**2*X_rek /2.;

DP_rek2 := 182000.

5.2.Секция пастеризации:

-коэффициент гидравлического сопротивления секции

>rho:=1003.;

:= 1003.

>xi_pas:=11.2*Re_pas1**(-0.25);

xi_pas := 1.44

- гидравлическое сопротивление в секции (Па)

>

DP_pas:=xi_pas*(f/Bp)/dekv*rho*Vpr**2*X_pas/2

.;

DP_pas := 81000.

5.3.Секция охлаждения:

-коэффициент гидравлического сопротивления секции

>rho:=1032.;

:= 1032.

>xi_ox:=11.2*Re_ox2**(-0.25);

xi_ox := 2.03

- гидравлическое сопротивление в секции

>

DP_ox:=xi_ox*(f/Bp)/dekv*rho*Vpr**2*X_ox/2.;

DP_ox := 242000.

5.4.Суммарное гидравлическое сопротивление:

>DP_sum:=DP_rek1+DP_rek2+DP_pas+DP_ox;

31

DP_sum := 689000.

5.5. Гидравлическое сопротивление в секции пастеризации движению горячей воды:

> rho:=4216;

:= 4216

-коэффициент гидравлического сопротивления секции

>xi_gv:=11.2*Re_pas2**(-0.25);

xi_gv := 1.28

> Re_pas2;

5850.

- гидравлическое сопротивление в секции

>

DP_gv:=xi_gv*(f/Bp)/dekv*rho*Vg**2*X_pas/2.;

DP_gv := .121 107

5.6. Гидравлическое сопротивление в секции охлаждения движению ледяной воды:

> rho:=999.7;

:= 999.7

-коэффициент гидравлического сопротивления секции

>xi_xv:=11.2*Re_ox1**(-0.25);

xi_xv := 1.86

-гидравлическое сопротивление в секции

>DP_gv:=xi_xv*(f/Bp)/dekv*rho*Vx**2*X_ox/2.;

DP_gv := 52500.

32

СП И С О К Л И Т Е Р А Т У Р Ы :

1.Оборудование для транспортировки, хранания и переработки молока: Учебное пособие / А.К. Свириденко, А.Н. Березин, А.Я. Змеев. – Саратов: СГАУ им. Н.И.Вавилова,

2003. – 244 с.

2.Технологическое оборудование молочной промышленности: Методические указания к выполнению рассчетнографических работ/ А.К. Свириденко, А.Л.Скок. - – Саратов: СГАУ им. Н.И. Вавилова, 2004. –60 с

3.Системы управления химико-технологическими процессами: учебное пособие / Е.П. Решетняк, А.К. Алейников. – Саратов: СВИБХЗ, 2008. – 416 с.

33

Приложение

ОСОБЕННОСТИ СИСТЕМЫ MAPLE-6 В ЗАДАЧАХ РАСЧЕТА ОБОРУДОВАНИЯ

Введение

В настоящей работе в задачах анализа и синтеза систем автоматического управления используется компьютерная система аналитических вычислений или система компьютерной алгебры Maple-6, разработанная в канадском университете в 2000 году и реализованная в программной среде Windows. Она позволяет качественно и быстро решить практически любую математическую задачу в аналитическом или численном виде, представить результаты вычислений в виде таблиц и графиков. Интуитивно-ясный и простой язык Maple позволяет программировать решение сложных математических задач даже людям не являющимися специалистами в области программирования и информатики.

Вся работа пользователя осуществляется в интерактивном режиме на рабочем листе, который можно рассматривать как «документ» в терминологии MS Office. Рабочий лист (РЛ) условно разделяется на поля ввода и вывода. После появления в поле ввода на РЛ символа «>», пользователь вводит необходимые команды и нажимает клавишу Enter. Интерпретатор Maple тут же выдает результат выполнения введенной команды в поле вывода РЛ. Ниже рассмотрим только те операторы Maple, которые позволяют решать задачи анализа и синтеза систем автоматического управления технологическими процессами.

Если рассматривать более современные версии Maple,то ниже рассматривается классичекая версия.

Графический интерфейс пользователя

Пользователь взаимодействует с любым программным средством Windows через его экранный графический интефейс, представляющий собой «окно» дисплея ЭВМ с расположенными в нем элементами управления: меню, панель

34

управления, поля ввода-вывода различных данных и команд и т.д. При загрузке Maple на экране дисплея отображается окно интерфейса, представленное на рис.П.1. Порядок работы с ним такой же как и в других известных системах: Word, PowerPoint, Excel и т.д.

Рис.П.1. Основное окно интерфейса Maple: 1 – заголовок окна; 2 – строка основного меню;

3 – основная панель инструментов;

4 – контекстная панель инструментов;

5 – рабочее поле с рабочим листом.

Основное меню содержит списки основных меню системы Maple. Управление им осуществляется нажатием левой кнопки мыши (ЛМ). Основная и контекстная панели инструментов дублируют часто используемые команды основного меню. Их вид зависит от того, что выделено на рабочем поле.

Большую часть окна интерфейса занимает рабочее поле, в котором располагается рабочий лист программы Maple.

О с н о в н о е м е н ю р а б о ч е г о л и с т а К о м а н д ы м е н ю F a i l ( Ф а й л )

New – создание нового рабочего листа;

Save – сохранить РЛ в том файле, в котором он был открыт Save as – сохранить как: сохранение РЛ в новом файле; Print preview – предварительный просмотр печати;

К о м а н д ы м е н ю E d i t ( П р а в к а )

Cat – вырезать; Copy – копировать;

35

Past – вставить;

Undo – отменить действие;

К о м а н д ы м е н ю V i e w

Tool Bar – отобразить панель инструментов;

Context Bar - отобразить контекстную панель инструментов;

Status Bar – отобразить строку состояний;

Palettes: Symbol Palette – греческие буквы;

Expression Palette – математические функции; Matrix Palette – структуры матриц.

К о м а н д ы м е н ю I n s e t ( в с т а в и т ь ) Text – вставить текст.

Основные объекты и команды

А л ф а в и т M a p l e :

-арабские цифры 0,1,…,9;

-буквы латинского алфавита A, a, B, b, C, c, … , Z, z (Maple чувствителен к прописным и строчным буквам);

-символы арифметических операций +, -, *, /, ^ или ** (возведение в степень), !(факториал);

- другие символы: ; : = < > . , ( ) [ ] { } ‘ “ #

?\ %,

-ключевые слова: and, by, do, else, end, for… и др.

Чи с л а , к о н с т а н т ы

ВMaple различают следующие числа:

Кроме чисел Maple содержит целый ряд именованных констант: число =3.141592654… - Pi ; мнимая единица 1 - I; бесконечность - infinity; истина - true; ложь - false и др. Константа Digits задает число значащих цифр для операций с числами с плавающей точкой, например, Digits:=10.

П е р е м е н н ы е , в ы р а ж е н и я , о п е р а т о р

пр и с в а и в а н и я

Им я п е р е м е н н о й – последовательность букв и цифр, начинающаяся с буквы. Может также использоваться знак подчеркивания.

Примеры:

A234, my_name, Cy.

Вкачестве имен переменных запрещено использовать ключевые слова.

Вы р а ж е н и е – комбинация имен переменных, чисел и функций, соединенных знаками арифметических операций.

Применяемые в Maple функции приведены в табл.П.1. Эти функции можно вызвать, набрав в меню последовательно

View Palettes Expression Palette. Латинские буквы можно вызвать набрав в меню последовательно View Palettes Symbol Palette.

Если в выражении используется переменная, которой не присвоено никакого численного значения, то такая переменная рассматривается системой Maple как неизвестная величина, а соответствующее выражение называется символьным выражением. Именно для работы с такими выражениями и разрабатывался Maple.

Для работы с символьными выражениями разработано большое количество функций и команд. Например, Maple

37

может вычислить производную по указанной переменной или интеграл от символьного выражения, упростить его и т.д.:

Важной операцией в Maple является операция присваивания (:=), она имеет следующий вид:

<переменная> : = <выражение>;

Каждый оператор должен заканчиваться или точкой с запятой (после нажатия клавиши Enter в следующей строке выводится результат операции), или двоеточием (результат выполнения операции не выводится).

П р и м е р ы о п е р а т о р о в п р и с в а и в а н и я П р и м е р П . 1

Записать полином A a3 p3 a2 p2 a1 p a0 .

Ре ш е н и е :

>A:=a3*p**3+a2*p**2+a1*p+a0;

38

A := a3 p 3 a2 p 2 a1 p a0

П р и м е р П . 2 Записать выражение для переходной функции колебатель-

ного звена

e t

h k [ 1 sin 0 sin( t 0 )] .

Р е ш е н и е :

> h:=k*[1.-exp(-lambda*t)/ sin(phi0)*sin(omega*t+phi0)];

П р и м е р П . 3 Записать выражение для передаточной функции:

Ре ш е н и е :

>W:=k/(T*p+1.)/p/(1.+k/(T*p+1.)/p);

simplify (выражение, assume = свойство) - упрощение вы-

ражений;

expand (выражение) – раскрытие скобок в выражении;

39