1 работа КОМОД / Работа 1 - Тамбовцев - Баранникова - 2008 / Шаблон
.doc
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.
-
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 трубопровода.
Система уравнений.
Дано: P1-P3; P5-P7; , Pa, H1, H2, S1,S2, ρ
Найти: P8, P9, P10, P11, .
1)
2)
3)
4)
5)
6)
7)
8)
9)
10)
11)
12)
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
-
Проведение расчетов с целью исследования поведения системы.
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.