Разработка документов Mathcad и Excel для расчета мощности насоса
Проанализировав полученные результаты можно отметить, что данные решения поставленной задачи, полученные с помощью программы MathCAD и программы Excel одинаковы. На рис. 1 приведено решение алгебраического нелинейного уравнения путем создания и форматирования декартового графика и при помощи функции root: Плис А. И., Сливина А. Н. MathCAD 2000: математический практикум для экономистов… Читать ещё >
Разработка документов Mathcad и Excel для расчета мощности насоса (реферат, курсовая, диплом, контрольная)
Важнейшую и все возрастающую роль в современной экономике играют информационные технологии, помогающие накапливать, передавать и обрабатывать информацию, оперативно принимать решения, основанные на накопленных массивах данных. Вряд ли необходимо доказывать то, что квалифицированное решение задач производственно-технической, организационной, управленческой, проектной и исследовательской деятельности современным инженером немыслимо без достаточной его подготовки в области использования современных информационных технологий.
Курсовая работа по дисциплине «Информатика» закрепляет изучение теоретической части курса и является самостоятельной практической работой по решению какой-либо прикладной задачи на ПК с применением изученных в курсе программных продуктов (MS Excel, MathCAD, MS Word).
Задание 1.
Разработать документы MathCAD и Excel для расчета мощности насоса, необходимой для перекачки жидкости. Сравнить полученные результаты.
Алгоритм вычисления мощности насоса
Требуется рассчитать мощность насоса, необходимую для перекачки жидкости по следующей схеме:
1. Вычисляется скорость течения жидкости на первом участке:
где.
2. Вычисляется скорость течения жидкости на втором участке:
где.
- 3. Вычисляется давление разряжения (вакууметрическое) на входе в насос (р5). Оно равно разности атмосферного давления (р3) и абсолютного давления во всасывающем штуцере насоса (p4);
- 4. Определяется число Рейнольдса для первого участка по формуле:
;
5. Определяется коэффициент сопротивления трения на первом участке: если режим течения ламинарный (при Re 2300);
6. Вычисляются потери давления в трубопроводе на первом участке p1 по формуле:
7. Определяется число Рейнольдса для второго участка по формуле:
;
8. Определяется коэффициент сопротивления трения на втором участке: если режим течения ламинарный (при Re 2300);
9. Вычисляются потери давления в трубопроводе на втором участке p2 по формуле:
;
- 10. Составляется отношение площадей сечения и отношения скоростей течения жидкости ;
- 11. Исходя из условия задачи и полученных отношений (п.10) используя таблицы 1 и 2, выбираются коэффициенты A и :
Таблица 1.
0,35. | 0,35. | ||||
0,4. | 0,4. | 0,6. | 0,6. | ||
1,1−0,7. | 0,85. | 1,0−0,65. | 0,6. | ||
Таблица 2.
о | |||||
1,0. | 1,0. | 1,0. | 1,0. | ||
0,1. | 0,82. | 0,84. | 0,87. | 0,91. | |
0,2. | 0,65. | 0,70. | 0,75. | 0,84. | |
0,4. | 0,38. | 0,46. | 0,60. | 0,76. | |
0,6. | 0,20. | 0,31. | 0,50. | 0,65. | |
0,8. | 0,09. | 0,25. | 0,51. | 0,80. | |
1,0. | 0,07. | 0,27. | 0,58. | 1,0. | |
1,2. | 0,12. | 0,36. | 0,74. | 1,23. | |
1,4. | 0,24. | 0,70. | 0,98. | 1,54. | |
1,6. | 0,46. | 0,80. | 1,30. | 1,98. | |
2,0. | 1,10. | 1,52. | 2,16. | 3,00. | |
2,6. | 2,75. | 3,23. | 4,10. | 5,15. | |
3,0. | 7,20. | 7,40. | 7,80. | 8,10. | |
4,0. | 14,1. | 14,2. | 14,8. | 15,0. | |
5,0. | 23,2. | 23,5. | 23,8. | 24,0. | |
6,0. | 34,2. | 34,5. | 35,0. | 35,0. | |
8,0. | 62,0. | 62,7. | 63,0. | 63,0. | |
98,0. | 98,3. | 98,6. | 99,0. | ||
12. Вычисляются потери давления в местном сопротивлении (разветвлении) p6:
p6 = ;
13. Находится давление, которое должен развивать насос p7:
14. Вычисляется мощность насоса:
             с, кг/м3. | н, м2/2. | Q, м3/с. | L1, км. | d1, м. | L2, км. | d2, м. | б, °. | p3, Па. | p4, Па. | з. | |
0,5. | 0,06. | 0,203. | 0,156. | 0,8. | |||||||
S1. | 0,32 349. | V1. | 1,8548. | S2/S1. | 0,591. | ||||||
S2. | 0,19 104. | V2. | 3,1407. | V2/V1. | 1,693. | ||||||
p5. | |||||||||||
Re. | 7530,357. | Re. | 9799,1. | ||||||||
л1. | 0,33 922. | л2. | 0,0318. | ||||||||
p1. | 201,2029. | p2. | 2811,6. | ||||||||
A. | 0,6. | ж. | 0,46. | ||||||||
p6. | 332,3198. | p7. | |||||||||
N. | 1503,387. | ||||||||||
Проанализировав полученные результаты можно отметить, что данные решения поставленной задачи, полученные с помощью программы MathCAD и программы Excel одинаковы.
Задание 2.
Исходные данные.
№. вар | Уравнение. | |
x0.5+cos (0.387x)=0. | ||
Порядок выполнения работы:
Выбор встроенной функции Mathcad для решения уравнения.
Для решения заданного уравнения может быть использована встроенная функция root. Функция root (F (x, a), x) находит корень уравнения с одним неизвестным x и возвращает значение, при котором функция F (x) равна нулю. Использование функции root требует задания начального приближения. Если исследуемая функция имеет много корней, то найденный корень будет зависеть от начального приближения.
На рис. 1 приведено решение алгебраического нелинейного уравнения путем создания и форматирования декартового графика и при помощи функции root:
— определяются границы, в которых задаётся нужная функция;
— задаётся сама функция, корни уравнения которой необходимо найти, для графического решения;
Рис. 1.
Решение уравнения при помощи функции root:
Задаётся начальное приближение для поиска неизвестного значения корня:
Используя функцию для поиска неизвестных root
Получаем ответ:
Задание 3.
Исходные данные.
№ вар | Уравнение. | |
sin (y+1)-x=1.2. 2y+cos (x)=2. | ||
Порядок выполнения работы:
Выбор встроенной функции Mathcad для решения уравнения.
Для решения заданной системы нелинейных уравнений может быть использован блок встроенных функций Given — Find. Функция Find (x, y) возвращает значения x, y удолетворяющие ограничениям: равенствам и неравенствам, заданным в блоке решения уравнений. Число уравнений должно равнятся количеству неизвестных x, y. Когда блок решения уравнения ищет одну неизвестную, функция Find возвращает скаляр. В ином случае она возвращает вектор, первым элементом которого является искомое значение x, вторым — y. Перед использованием этой функции необходимо задать начальное значение приближение для каждой неизвестной. Если система имеет несколько решений, то найденное решение определяется заданным начальным приближением.
На рис. 2 приведено решение системы нелинейных уравнений путем создания и форматирования декартовых графиков.
Записываются исходные уравнения:
mathcad насос мощность алгоритм Переписываются в вид функций f и f1 от x, y:
Определяются границы задания функций:
рис. 2.
открываем блок функций, прописывая в начале функцию Given.
в блок функций записываем исходные уравнения.
функцией Find возвращаем значение неизвестных x и y.
Заключение
Выполняя эту курсовую работу, я развил навыки самостоятельного анализа поставленной задачи, выработал пути её решения на основе существующих программных продуктов (электронные таблицы Excel и математический пакет MathCAD), расширил знания, полученные мною в процессе теоретического обучения; выработал умение критически анализировать задачу и выбирать наиболее целесообразный метод ее решения.
Список
- 1. Лавренов С. М. Excel: сборник примеров и задач. М.: Финансы и статистика, 2000. 336 с.
- 2. Дубина А. Г. Машиностроительные расчеты в среде Excel 97/2000. СПб: БХВ-Санкт-Петербург, 2000. 416 с.
- 3. Плис А. И., Сливина А. Н. MathCAD 2000: математический практикум для экономистов и инженеров. Учебник для вузов. М.: Финансы и статистика, 2000. 656 с.
- 4. Очков В. Ф. MathCAD 8 Pro: для студентов и инженеров. Учебное пособие. М.: Компьютер пресс, 1999. 523 с.
- 5. Борланд Р. Эффективная работа с Word 97. СПб: Питер, 1999. 960 с.
- 6. Левин А. Самоучитель работе на компьютере. 6-е изд. испр. и дополн. М.:Нолидж, 1999. 656 с.
- 7. Новейший самоучитель работы на компьютере. /Под ред. С. В. Симоновича. М.: Десс; Инфорком-Пресс, 1999. 656 с.
- 8. Паркер Р. Как сделать красиво на бумаге. СПб: Символ-Плюс, 1999. 336 с.
- 9. Хан Х. Харли Хан обучает работе в среде Internet. Киев: Диасофт, 2000. 448 с.
- 10. Информатика. Базовый курс /Под ред. С. В. Симоновича. СПб: Издательство «Питер», 2000. 640 с.
- 11. Основы современных компьютерных технологий: Учебное пособие /Под ред. А. Д. Хомоненко. СПб: Корона принт, 1998. 448 с.