Лабораторные работы / Работа 1 - Вариант 7 - seriy2 - 2008 / Шаблон
.doc
Российский Химико-Технологический Университет им. Д. И. Менделеева
Кафедра Компьютерного моделирования.
Лабораторная работа №1
Моделирование гидравлической системы.
Стационарный режим.
Выполнил студент гр. И-44:
Москва 2008 г
Принятые допущения.
-
Режим стационарный, рассматривается только движение жидкости.
-
Жидкость идеальна.
-
Движение жидкости описывается уравнением Бернулли (жидкость не сжимаема).
-
Сопротивление в вентилях много больше всех местных сопротивлений и сопротивления трению, т.е. на участках, где нет вентилей, давление постоянно.
-
Газ в емкостях идеален.
-
Процесс изотермичен.
-
Все трубопроводы находятся на одном уровне.
-
В пустой емкости давление равно атмосферному.
Схема гидравлической системы.
Система уравнений.
Дано:
Найти:
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 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Блок-схема:
Текст программы.
Attribute VB_Name = "Модуль1"
Option Explicit
Option Base 1
Const np% = 10, nk% = 7 ', nv% = 11
Dim vm!(nk), v!(nk), ak!(nk), p!(np), hg!(2), h!(2)
Dim a!, b!, c!, e!, ro!, pn!, g!, x!
Dim i%, kl%, ipr%
Dim bu As Boolean
Public Sub stat()
ipr = 1
With Worksheets("Лист1")
' Высота емкостей (1-2) m
hg(1) = .Cells(4, 5): hg(2) = .Cells(5, 5)
'Плотность (кг/m3)
ro = .Cells(6, 5)
'Начальное давление (Мпа)
pn = .Cells(6, 9)
' Давление (1-6) /Мпа/
For i = 1 To 6: p(i) = .Cells(8, i + 4): Next i
' Коэф. пpопускной способности (1-7)
For i = 1 To 7: ak(i) = .Cells(9, i + 4): Next i
' Относительная локальная погpешность ( % )
e = .Cells(11, 6)
'вывод промежеточных результатов 0-нет, 1-частичный, 2-полный
kl = .Cells(10, 6)
End With
Worksheets("Лист2").Activate
Cells.Select
Selection.Clear
Range("a1").Select
If kl = 2 Then
Cells(ipr, 5) = "Промежуточный вывод": ipr = ipr + 1
Cells(ipr, 5) = "h": Cells(ipr, 6) = "p(7-9)": Cells(ipr, 7) = "vm": ipr = ipr + 1
End If
g = 9.815: e = e / 100: a = 0: b = hg(1) * (1 - e)
Call MPD(a, b, e, bu, x)
With Worksheets("Лист2")
If bu Then
a = ro * g * 0.000001: b = p(8) + ro * g * hg(2) * 0.000001
c = (p(8) - pn) * hg(2)
h(2) = (b - Sqr(b * b - 4 * a * c)) / 2 / a
p(10) = pn * hg(2) / (hg(2) - h(2))
For i = 1 To nk: vm(i) = v(i) * ro: Next i
.Cells(1, 1) = "РЕЗУЛЬТАТ"
.Cells(2, 1) = "h": .Cells(2, 2) = "p(7-10)": .Cells(2, 3) = "vm"
.Cells(3, 1) = h(1): .Cells(3, 2) = p(7): .Cells(3, 3) = vm(1)
.Cells(4, 1) = h(2): .Cells(4, 2) = p(8): .Cells(4, 3) = vm(2)
.Cells(5, 2) = p(9): .Cells(5, 3) = vm(3)
.Cells(6, 2) = p(10): .Cells(6, 3) = vm(4)
.Cells(7, 3) = vm(5)
.Cells(8, 3) = vm(6)
.Cells(9, 3) = vm(7)
Else
kl = 2
.Cells(1, 1) = "РЕШЕНИЯ НЕТ"
.Cells(2, 1) = "a": .Cells(2, 2) = "f(a)": .Cells(2, 3) = "b": .Cells(2, 4) = "f(b)"
.Cells(3, 1) = a
.Cells(ipr, 5) = "Промежуточный вывод a": ipr = ipr + 1
.Cells(ipr, 5) = "h": .Cells(ipr, 6) = "p(7-9)": .Cells(ipr, 7) = "vm": ipr = ipr + 1
.Cells(3, 2) = FUNC(a)
.Cells(3, 3) = b
.Cells(1, 5) = "Промежуточный вывод b": ipr = ipr + 1
.Cells(2, 5) = "h": .Cells(2, 6) = "p(7-9)": .Cells(2, 7) = "vm": ipr = ipr + 1
Cells(3, 4) = FUNC(b)
End If
End With
End Sub
Function FUNC(x!) As Single
Dim vm!(nk), fx!
h(1) = x
p(9) = pn * hg(1) / (hg(1) - h(1))
p(7) = p(9) + ro * g * h(1) * 0.000001
v(1) = ak(1) * Sgn(p(1) - p(7)) * Sqr(Abs(p(1) - p(7)))
v(3) = ak(3) * Sgn(p(7) - p(3)) * Sqr(Abs(p(7) - p(3)))
v(7) = v(1) - v(3)
p(8) = p(7) - Sgn(v(7)) * (v(7) / ak(7)) ^ 2
v(2) = ak(2) * Sgn(p(2) - p(8)) * Sqr(Abs(p(2) - p(8)))
v(4) = ak(4) * Sgn(p(8) - p(4)) * Sqr(Abs(p(8) - p(4)))
v(5) = ak(5) * Sgn(p(8) - p(5)) * Sqr(Abs(p(8) - p(5)))
v(6) = ak(6) * Sgn(p(8) - p(6)) * Sqr(Abs(p(8) - p(6)))
fx = (v(2) + v(7) - v(4) - v(5) - v(6)) * ro
For i = 1 To nk: vm(i) = v(i) * ro: Next i
If kl = 0 Then GoTo 400
If kl = 1 Then GoTo 300
Cells(ipr, 5) = h(1): Cells(ipr, 6) = p(7): Cells(ipr, 7) = vm(1): ipr = ipr + 1
Cells(ipr, 6) = p(8): Cells(ipr, 7) = vm(2): ipr = ipr + 1
Cells(ipr, 6) = p(9): Cells(ipr, 7) = vm(3): ipr = ipr + 1
Cells(ipr, 7) = vm(4): ipr = ipr + 1
Cells(ipr, 7) = vm(5): ipr = ipr + 1
Cells(ipr, 7) = vm(6): ipr = ipr + 1
Cells(ipr, 7) = vm(7): ipr = ipr + 1
300: Cells(ipr, 5) = "x = ": Cells(ipr, 6) = x: Cells(ipr, 7) = " fx = ": Cells(ipr, 8) = fx: ipr = ipr + 1
400: FUNC = fx
End Function
Sub MPD(a!, b!, eps!, bu As Boolean, xcon!)
Dim fa!, fb!, x!, fx!
fa = FUNC(a): fb = FUNC(b)
If fa * fb > 0 Then: bu = False: GoTo 100
Do
x = (a + b) / 2: fx = FUNC(x)
If fx * fa < 0 Then b = x Else a = x
Loop While Abs(a - b) > eps
xcon = Abs(a + b) / 2: bu = True
100:
End Sub
Выводы.
Произведено моделирование гидравлической системы (стационарный режим), моделирование проводилось по следующему плану:
-
Принятие основных допущений.
-
Составление системы из тринадцати уравнений.
-
Составление информационной матрицы и блок-схемы алгоритма расчета (система решалась методом декомпозиции).
-
Программная реализация алгоритма расчета на языке программирования Visual Basic.
-
Проведение анализа поведения гидравлической системы (рассчитаны зависимости неизвестных величин от P1, H1 и k4).
-
Построение, соответствующих полученным зависимостям, графиков.