РПР_EXCEL

6

Образец задания

Аппарат имеет форму усеченного конуса заданного объёма . Радиус большего основания – R, радиус меньшего основания – r = 0,4 м. Площадь поверхности аппарата вычисляется по формуле

Построить таблицу значений S при изменении от 15 м³ до 35 м³ с шагом 5 (внешний цикл), R от 1 до 3 м с шагом 0,2 и построить графики.

Варианты заданий

1. Моделируется процесс самосогревания зернового сырья в силосе. При разности температуры источника самосогревания и начальной температуры насыпи равной Т = 50С и расстоянии насыпи от очага самосогревания х м величина изменения градиента температуры в момент времени  определяется по формуле

,

где – критерий Фурье, а = 410^{– 4} м ²/сек – коэффициент температуропроводности.

Построить таблицу значений при изменении х от 0.1 до 0.4 м с шагом 0.1 (внешний цикл), и изменении  от 1 до 181 сек с шагом 10 и построить графики.

2. Моделируется процесс самосогревания зернового сырья в силосе. При разности температуры источника самосогревания и начальной температуры насыпи равной Т = 50С и расстоянии насыпи от очага самосогревания х м скорость повышения температуры в насыпи в момент времени  определяется по формуле

,

где – критерий Фурье, а = 410^{– 4} м ²/сек – коэффициент температуропроводности.

Построить таблицу значений при изменении х от 0.1 до 0.4 м с шагом 0.1 (внешний цикл), и изменении  от 1 до 181 сек с шагом 10 и построить графики.

3. Материальная точка массы m движется прямолинейно под действием силы притяжения к неподвижному центру, пропорциональной расстоянию от точки до центра (коэффициент пропорциональности k > 0). Сила сопротивления среды пропорциональна скорости точки (коэффициент пропорциональности  > 0). Расстояние точки от центра в момент времени t вычисляется по формуле

,

где ; , x₀ = 1 начальное расстояние, v₀ = 0 – начальная скорость, m =1,  =1.

Построить таблицу значений Х при значениях k = 3, 7, 11 (внешний цикл), и изменении t от 0 до 5 м с шагом 0,25 и построить графики.

4. Камень бросается с начальной скоростью v₀ = 20 м/сек под углом  к горизонту. Уравнение его движения в координатной системе хОу описывается системой уравнений

x = t v₀ cos(); ,

где у₀ = 1.7 м – начальная высота камня, g = 9.807 м/с².

Построить таблицу положений камня в системе координат хОу при изменении  = от до с шагом (внешний цикл), и изменении t от 0 до 3.8 сек с шагом 0.2 сек и построить графики.

5. В теплообменнике типа «смешение – смешение» происходит передача тепла между двумя потоками жидкости – теплоносителем (горячей водой) и хладоагентом (охлаждающей жидкостью). При заданных значениях массового расхода воды v = 100 Т/час и её конечной температуре Т = 20С требуемый объёмный расход хладоагента v_x определяется по формуле

,

где T₀ и – начальная температура воды и хладоагента, соответственно;

с и с_х – удельная теплоёмкость воды и хладоагента, соответственно, с = 4.2710³ кДж/ (ТК); с_х = 110³ кДж/ (ТК); – конечная температура хладоагента.

Построить таблицу значений v_х при изменении T₀ от 40 до 90С с шагом 10 (внешний цикл) и – от 5 до 25С с шагом 2.5 и построить графики, если = 0.

6. В теплообменнике типа «смешение – смешение» происходит передача тепла через стенку между двумя потоками жидкости – теплоносителем (горячей водой) и хладоагентом (охлаждающей жидкостью). При заданных значениях массового расхода воды v = 100 Т/час и конечной температуре Т_х = 15С хладоагента требуемая поверхность теплообмена F определяется по формуле

,

где T₀ – начальная температура воды; с=4.2710³ кДж/ (ТК) – удельная теплоёмкость воды; K = 5.510³ кДж/ (часКм ²) – коэффициент теплопередачи.

Построить таблицу значений F при изменении T₀ от 40 до 90С с шагом 10 (внешний цикл) и Т – от 19 до 30С с шагом 1 и построить графики.

7. В теплообменнике типа «смешение – вытеснение» происходит передача тепла между двумя потоками жидкости – теплоносителем (горячей водой) и хладоагентом (охлаждающей жидкостью), протекающим через ёмкость с водой по змеевику. При заданных значениях массового расхода воды v = 100 Т/час и её конечной температуре Т= 20С требуемая поверхность теплообмена F определяется по формуле

,

где T₀ – начальная температура воды; с=4.2710³ кДж/ (ТК) и с_х = 110³ кДж/ (ТК) – удельная теплоёмкость воды и хладоагента, соответственно; K = 5.510³ кДж/ (часКм ²) – коэффициент теплопередачи; v_х – массовый расход хладоагента.

Построить таблицу значений F при изменении T₀ от 40 до 80С с шагом 2.5 (внутренний цикл) и v_х – от 1300 до 2100 м ² с шагом 200 и построить графики.

8. Цилиндрический бак диаметром D = 1 м заполнен водой на высоту Н. В дне бака имеется отверстие диаметром d. Время, необходимое для опорожнения бака определяется по формуле

,

где f_С и f_О – площадь сечения сосуда и отверстия, соответственно; g = 9.807 м/с²;  – коэффициент расхода (для отверстия с незакруглёнными краями принять  = 0.61).

Построить таблицу значений  при изменении H от 1 до 4 м с шагом 1 (внешний цикл) и d – от 0.01 до 0.05 м с шагом 0.0025 и построить графики.

9. Водород транспортируется с массовым расходом W = 120 кг/час по трубопроводу длиной L. Диаметр трубопровода определяется по формуле

,

где р – допускаемое падение давления;  = 0.0825 кг/м³ – плотность водорода;  = 0.03 – коэффициент трения.

Построить таблицу значений d при изменении р от 50 до 200 мм вод. ст. с шагом 50 (внешний цикл) и L – от 400 до 2000 м с шагом 100 и построить графики.

10. Коэффициент теплоотдачи от конденсирующегося насыщенного пара бензола к наружной поверхности пучка вертикальных труб конденсатора при атмосферном давлении определяется по формуле

,

где Т = 80.2С – температура конденсации бензола; t – температура стенки трубы;  = 1 – поправочный коэффициент;  = 815 кг/м – плотность жидкого бензола;  = 0.31610^{– 3} Пас – динамический коэффициент вязкости воздуха;  = 0.13 Вт/(мК) – теплопроводность стенки трубопровода; Н – высота трубок в конденсаторе; r = 384 кДж/кг – удельная теплота парообразования бензола.

Построить таблицу значений  при изменении Н от 4 до 20 м с шагом 4 (внешний цикл) и t – от 75 до 80С с шагом 0.25 и построить графики.

11. Частицы кварцевого песка шарообразной формы диаметра d осаждаются в воде при температуре t. Плотность песка  = 2650 кг/м ³. Значение критерия Архимеда вычисляется по формуле

,

где _С = 1000 кг/м ³– плотность среды осаждения (воды); _С – динамический коэффициент вязкости воды, связанный с температурой уравнением

_С = 1.0013 – 0.0278(t – 20) + 5.552110^{– 4} (t – 20) ².

Построить таблицу значений Ar при изменении d от 0.610^–3 до 1.210^–3 м с шагом 0.210^–3 (внешний цикл) и t – от 10 до 40С с шагом 2 и построить графики.

12. Моделируется процесс сжатия газа двухступенчатым компрессором. Работа, затраченная на сжатие 1 моля газа, вычисляется по формуле

где R = 8.31 Дж/(мольК) – универсальная газовая постоянная; Т – температура газа; р₀ = 1 атм., р, р_К = 20 атм. – начальное, промежуточное и конечное давление газа, соответственно;  = 1.25 – постоянная, зависящая от конструкции компрессора.

Построить таблицу значений A при изменении Т от 273 до 303К с шагом 10 (внешний цикл) и р – от 1 до 20 атм. с шагом 1 и построить графики.

13. По трубам одноходового кожухотрубчатого теплообменника (число труб n = 100, внутренний диаметр d = 16 мм = 0,016 м) проходит воздух при средней температуре t C и давлении по манометру Pm кгс/см ² со скоростью w = 9 м/сек. Массовый расход воздуха определяется по формуле

M = w n S ,

где S – площадь поперечного сечения трубы, м ²;

 – плотность воздуха при рабочих условиях, она вычисляется по формуле ;

₀ = 1,293 кг/м ³ и P₀ = 101300 Па – плотность и давление воздуха при нормальных условиях;

Р = 740133,3 + 98100Pm – рабочее давление воздуха;

Т = Т₀ + t – температура воздуха, Т₀ = 273 C.

Построить таблицу значений М при изменении t от 20 до 50 C с шагом 2 (внутренний цикл) и Pm – от 2,2 до 3,0 кгс/см ² с шагом 0,2 и построить графики.

14. Производительность парильной камеры рассчитывается по формуле

,

где Т = 8 час – продолжительность смены; Н = 2 м, L = 5 м – высота и ширина камеры, соответственно; k = 0.65 – коэффициент использования камеры; q = 0.04 м³ – объём заготовки; b = 0.2 м – ширина заготовки; t1 = 6 час – продолжительность загрузки камеры; t – продолжительность пропарки; h – высота заготовки.

Построить таблицу значений П при изменении t от 2 до 17 час с шагом 1 (внутренний цикл) и h – от 0.04 до 0.16 м с шагом 0.04 и построить графики.

15. Продолжительность прогрева мёрзлого древесного сырья (час) рассчитывается по формуле

T = a D ^2.2 t ^–1.15  (250.3 – t₀ )[w (2.75 – w) – 0.17 ],

где a = 1.910^–3 – коэффициент; t = 40C – температура воды в бассейне; t₀ = – 25C – начальная температура сырья; w, D – начальная влажность и диаметр сырья, соответственно.

Построить таблицу значений Т при изменении w от 0.3 до 1.3 с шагом 0.2 (внешний цикл) и D – от 16 до 40 cм с шагом 2 и построить графики.