Лабораторные работы / Работа 1 - Тамбовцев - Баранникова - 2008 / Шаблон

Российский Химико-Технологический Университет им. Д. И. Менделеева

Кафедра Компьютерного моделирования.

Лабораторная работа №1

Моделирование гидравлической системы.

Стационарный режим.

Выполнили студенты гр. И-43:

Баранникова И.

Костюхин Д.

Якименко А.

Москва 2008 г

Принятые допущения.

1. Режим стационарный, рассматривается только движение жидкости.

2. Жидкость идеальна.

3. Движение жидкости описывается уравнением Бернулли (жидкость не сжимаема).

4. Сопротивление в вентилях много больше всех местных сопротивлений и сопротивления трению, т.е. на участках, где нет вентилей, давление постоянно.

5. Газ в емкостях идеален.

6. Процесс изотермичен.

7. Все трубопроводы находятся на одном уровне.

8. В пустой емкости давление равно атмосферному.

Схема трубопровода.

Система уравнений.

Дано: P₁-P₃; P₅-P₇; , P_a, H₁, H₂, S₁,S₂, ρ

Найти: P₈, P₉, P₁₀, P₁₁, .

1)

2)

3)

4)

5)

6)

7)

8)

9)

10)

11)

12)

13. 

Информационная матрица.

	V	V	V	V	V	V	V	P	P	P	P	h	h
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13

Дано:

Текст программы.

Sub ЭтаКнига

Option Explicit

Option Base 1

Dim p!(10), v!(7), k!(7), He!(2), h!(2)

Dim pn!, kl!, g!, ro!, eps!, a!, b!, xKon!, ipr%, D!, Bu As Boolean

Public Sub Stat()

Dim i%

For i = 1 To 6

p(i) = Cells(i + 1, 2)

Next i

For i = 1 To 7

k(i) = Cells(i + 7, 2)

Next i

For i = 1 To 2

He(i) = Cells(i + 14, 2)

Next i

pn = Cells(17, 2)

kl = Cells(18, 2)

eps = Cells(19, 2) * He(1)

g = 9.81

ro = 1000

a = 0 + eps

b = He(1) - eps

ipr = 2

Call MPD(a, b, xKon, eps, Bu)

If Bu = True Then

Cells(32, 2) = xKon

D = (p(8) + ro * g * He(2) / 1000000) ^ 2 - 4 * He(2) * ro * g * (p(8) - pn) /

1000000

h(2) = ((p(8) + ro * g * He(2) / 1000000) - Sqr(D)) / 2 / ro / g * 1000000

p(10) = p(8) - ro * g * h(2) / 1000000

Cells(33, 2) = h(2)

For i = 1 To 4

Cells(i + 20, 2) = p(i + 6)

Next i

For i = 1 To 7

Cells(i + 24, 2) = v(i)

Next i

Else

Cells(20, 2) = "нет решения"

End If

End Sub

Sub MPD(a!, b!, xKon!, eps!, Bu As Boolean)

Dim fa!, fb!, fx!, x!

fa = FUNC(a)

fb = FUNC(b)

If fa * fb < 0 Then

Do

x = (a + b) / 2

fx = FUNC(x)

If fa * fx < 0 Then

b = x

Else

a = x

End If

Loop While Abs(a - b) > eps

xKon = (a + b) / 2

Bu = True

Else

Bu = False

End If

End Sub

Function FUNC!(x!)

Dim i%

h(1) = x

p(9) = pn * He(1) / (He(1) - h(1))

p(7) = p(9) + ro * g * h(1) / 1000000

v(1) = k(1) * Sgn(p(1) - p(7)) * Sqr(Abs(p(1) - p(7))) * 1000

v(2) = k(2) * Sgn(p(2) - p(7)) * Sqr(Abs(p(2) - p(7))) * 1000

v(4) = k(4) * Sgn(p(7) - p(4)) * Sqr(Abs(p(7) - p(4))) * 1000

v(7) = v(1) + v(2) - v(4)

p(8) = p(7) - Sgn(v(7)) * ((v(7) / k(7)) ^ 2) / 1000000

v(3) = k(3) * Sgn(p(3) - p(8)) * Sqr(Abs(p(3) - p(8))) * 1000

v(5) = k(5) * Sgn(p(8) - p(5)) * Sqr(Abs(p(8) - p(5))) * 1000

v(6) = k(6) * Sgn(p(8) - p(6)) * Sqr(Abs(p(8) - p(6))) * 1000

FUNC = v(3) + v(7) - v(5) - v(6)

If kl = 1 Then

Cells(ipr, 17) = h(1)

For i = 1 To 4

Cells(ipr, i + 5) = p(i + 6)

Next i

For i = 5 To 11

Cells(ipr, i + 5) = v(i - 4)

Next i

ipr = ipr + 1

Else

End If

End Function

End Sub

3. Проведение расчетов с целью исследования поведения системы.

Выводы.

Произведено моделирование гидравлической системы (стационарный режим), моделирование проводилось по следующему плану:

1. Принятие основных допущений.

2. Составление системы из тринадцати уравнений.

3. Составление информационной матрицы и блок-схемы алгоритма расчета (система решалась методом декомпозиции).

4. Программная реализация алгоритма расчета на языке программирования Visual Basic.

5. Проведение анализа поведения гидравлической системы (рассчитаны зависимости неизвестных величин от P₁, H₁ и k₄).

6. Построение, соответствующих полученным зависимостям, графиков.