Определение толщины стенки цилиндрической обечайки вулканизационного котла
Label10. Caption:= 'Таблица D.3:'+#13#10+ 'Минимальное значение предела текучески (sigma t, Мпа)'+#13#10+ 'углеродистых низколегированных сталей* (МПа)'; Для сравнения результатов работы программы с результатами контрольного просчета составим сравнительную таблицу значений: Кнопка «Сохранить» во втором окне открывает диалог сохранения файла, в который сохранятся основные полученные данные… Читать ещё >
Определение толщины стенки цилиндрической обечайки вулканизационного котла (реферат, курсовая, диплом, контрольная)
Министерство образования и науки Украины
ДОНЕЦКИЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ
КУРСОВАЯ РАБОТА
по дисциплине «Основы информатики»
«Определение толщины стенки цилиндрической обечайки вулканизационного котла»
Студент группы ИМ-09з Факультета ИММ Аленичев Алексей Валериевич
Исходные данные
№ п/п | Наименование величины | Значение | |
1. | Длина обечайки, мм | ||
2. | Внутренний диаметр котла, мм | 1000−2000 ?D=100 | |
3. | Рабочее давление, МПа | 1,0 | |
4. | Температура среды в котле, 0С | ||
5. | Скорость коррозии, мм/год | 0,05 | |
6. | Срок эксплуатации, лет | ||
7. | Материал котла | Ст10 | |
Реферат
Объектом исследования является цилиндрическая обечайка вулканизационного котла. Цель работы:
Разработка алгоритма и написание программы на языке Object Pascal, предназначенной для расчета толщины стенки котла;
Расчет толщины стенки с помощью табличного редактора EXCEL; построение в EXCEL графика зависимости толщины стенки от диаметра обечайки.
В пояснительной записке представлены блок-схема и описание алгоритма расчета значений толщины стенки; текст программы и результаты ее работы; график зависимости толщины стенки от диаметра обечайки.
Введение
Обечайка — открытый с торцов цилиндрический или конический барабан (без днищ), являющийся заготовкой для паровых котлов, баков, резервуаров и тому подобных листовых металлоконструкций. Обечайка получают вальцовкой при толщине листа до 40 мм, гибкой и раскаткой — при большей толщине листа. Замыкание стыка Обечайка с днищем под сварку или клепку производят с помощью стяжных колец или в кондукторах.
Энциклопедический словарь Ф. А. Брокгауза и И. А. Ефрона.
Постановка задачи
Поскольку вулканизационный котел (см. рис. 1.1) работает под значительным внутренним давлением, определяющим фактором при его расчете является прочность.
Расчетная толщина стенки цилиндрической обечайки определяется по формуле:
где — коэффициент прочности продольных сварных швов обечайки; для швов с двусторонним сплошным проваром при автоматической сварке ц=1;
— допускаемые напряжения, принимают в рабочем состоянии ,
— нормативные допускаемые напряжения; определяется по ГОСТу при расчетной температуре (Таблица D.1);
— поправочный коэффициент (Таблица D.2);
допускаемые напряжения при гидравлических испытаниях принимают:
алгоритм программа рascal
где — минимальное значение предела текучести при температуре +20оС (Таблица D.3).
Исполнительная толщина принимается с учетом конструктивной прибавки где ;
— прибавка для компенсации коррозии и эрозии соответственно;
— прибавка для компенсации минусового допуска;
— технологическая прибавка (принимаются равными нулю);
— прибавка на округление толщины стенки до ближайшего большего значения, кратного 5 мм (ГОСТ 19 903−74);
— прибавка на коррозию,
— скорость коррозии, принимается не более 0.1 мм/год;
— нормативный срок эксплуатации аппарата.
Таблица 1 Рабочий лист с вычислениями
Таблица 2 Рабочий лист с формулами
Значение расчетной температуры стенки котла, определяется в зависимости от температуры среды в котле: при положительных температурах t=max (tc;20oC), при отрицательных температурах t=20oC, где tc — температура среды в котле.
Пробное давление при гидравлических испытаниях:
где — при t=20oC (Таблица D.1).
Приведенные формулы справедливы для тонкостенных аппаратов, когда выполняется условие (s-c)/D=<0.1, в противном случае необходимо пересчитать прочность по специальным методикам.
Описание алгоритма
Блок-схема алгоритма реализует циклический вычислительный процесс по параметру В и включает следующие блоки:
1. Начало алгоритма
2. Ввод исходных данных L, Dн, Dк, ДD, P, tc, ?, фв.
3. Вычисление [у]и.
4. Определение [у]20.
5. Вычисление pи .
6. Определение ск .
7. Подсчет с1 .
8. Расчет с.
9. Подготовка к циклу по параметру D — присвоение D его начального значения.
10. Вычисление F — числа повторений цикла.
11. Заголовок цикла по параметру D.
12. Вычисление расчетной толщины стенки цилиндрической обечайки sp.
13. Вычисление исполнительной толщины стенки цилиндрической обечайки s.
14. Определение необходимого условия.
15. Вывод величин D, s, sp.
16. Пересчет параметра D.
17. Вывод графика зависимости s от D.
18. Конец алгоритма.
Блок-схема алгоритма
Характеристика данных и их условные обозначения
№п/п | Наименование данных | Обозначение в блок-схеме | Обозначение в программе | Тип переменной | |
1. | Длина обечайки | L | L | real | |
2. | Внутренний диаметр котла | D | D | real | |
3. | Рабочее давление | P | P | real | |
4. | Температура среды в котле | tc | tc | real | |
5. | Скорость коррозии | pr | real | ||
6. | Срок эксплуатации | фв | tau | real | |
7. | Коэффициент прочности продольных швов обечайки | Ц | phi | real | |
8. | Поправочный коэффициент | з | eta | real | |
9. | Нормативное допускаемое напряжение | у* | san (sigma) | real | |
10. | Допускаемые напряжения | [у] | sa | real | |
11. | прибавка для компенсации коррозии и эрозии | c1 | с1 | real | |
12. | Прибавка для компенсации минусового допуска | c2 | с2 | real | |
13. | Технологическая прибавка | c3 | с3 | real | |
14. | Минимальное значение предела текучести при t= +20o C | ут20 | sat20 (sigma) | real | |
15. | Пробное давление при гидравлическом испытании | pи | pt (test) | real | |
16. | Допускаемые напряжения при гидравлических испытаниях | [у]и | sat (sigma test) | real | |
17. | Допускаемое напряжение при t=20оС | [у]20 | s20 (sigma) | real | |
18. | Прибавка для компенсации коррозии | ск | ck | real | |
19. | Расчетная толщина стенки цилиндрической обечайки | sp | sp | real | |
20. | Конструктивная прибавка | с | c | real | |
21. | Исполнительная толщина с учетом прибавки на округление | S | S | integer | |
22. | Исполнительная толщина без учета прибавки на округление | s | sno | real | |
Текст программы
unit Unit1;
interface
uses
Windows, Messages, SysUtils, Classes, Graphics, Controls, Forms, Dialogs,
Menus, StdCtrls;
type
TForm1 = class (TForm)
MainMenu1: TMainMenu;
N1: TMenuItem;
N2: TMenuItem;
N3: TMenuItem;
Label1: TLabel;
Label2: TLabel;
Label3: TLabel;
Label4: TLabel;
Label5: TLabel;
Label6: TLabel;
Edit_L: TEdit;
Edit_Dn: TEdit;
Edit_P: TEdit;
Edit_tc: TEdit;
Edit_pr: TEdit;
Edit_tau: TEdit;
ComboBox1: TComboBox;
Label8: TLabel;
Label9: TLabel;
Label10: TLabel;
ComboBox2: TComboBox;
Edit1: TEdit;
ComboBox3: TComboBox;
Edit2: TEdit;
ComboBox4: TComboBox;
Edit3: TEdit;
Label11: TLabel;
Label12: TLabel;
Label13: TLabel;
Label14: TLabel;
Edit_Dk: TEdit;
Edit_hD: TEdit;
procedure N3Click (Sender: TObject);
procedure FormCreate (Sender: TObject);
procedure ComboBox2Change (Sender: TObject);
procedure ComboBox1Change (Sender: TObject);
procedure ComboBox3Change (Sender: TObject);
procedure ComboBox4Change (Sender: TObject);
procedure N1Click (Sender: TObject);
procedure N2Click (Sender: TObject);
private
{ Private declarations }
public
{ Public declarations }
end;
var
Form1: TForm1;
{======Ввод таблицы D.1======}
Napr:array[1.16,1.3]of integer=
((140,130,147),
(134,125,142),
(131,122,139),
(126,118,136),
(120,112,132),
(108,100,119),
(98,88,106),
(93,82,98),
(85,74,92),
(81,70,86),
(75,66,80),
(0,62,75),
(0,56,67),
(0,51,61),
(0,47,55),
(0,42,49));
var m, n: integer;
masD, masSp, MasS: array[1.100] of real;
{======Ввод таблицы D.3======}
Tek:array[1.8,1.3]of integer=
((210,195,220),
(201,188,213),
(197,183,209),
(189,177,204),
(180,168,198),
(162,150,179),
(147,132,159),
(140,123,147));
var z, o, F, i: integer;
implementation
uses Unit2;
{$R *.DFM}
procedure TForm1. N3Click (Sender: TObject);
begin
close
end;
procedure TForm1. FormCreate (Sender: TObject);
begin
Label8.Caption:= 'Таблица D.1:'+#13#10+ 'Нормативные допускаемые напряжения '+#13#10+ 'для сталей sigma* (МПа)';
Label9.Caption:= 'Таблица D.2:'+#13#10+ 'Значения поправочного коэффициента eta '+#13#10+ 'в зависимости от вида заготовки ';
Label10.Caption:= 'Таблица D.3:'+#13#10+ 'Минимальное значение предела текучески (sigma t, Мпа)'+#13#10+ 'углеродистых низколегированных сталей* (МПа)';
end;
procedure TForm1. ComboBox1Change (Sender: TObject);
begin
case combobox1. ItemIndex of
0:begin n:=1;o:=1;end;
1:begin n:=2;o:=2;end;
2:begin n:=3;o:=3;end;
end;
Combobox2.Enabled:=True;
Combobox4.Enabled:=True;
end;
procedure TForm1. ComboBox2Change (Sender: TObject);
begin
case combobox2. ItemIndex of
0: begin m:=1;Edit1.Text:=IntToStr (Napr[m, n]);end;
1: begin m:=2;Edit1.Text:=IntToStr (Napr[m, n]);end;
2: begin m:=3;Edit1.Text:=IntToStr (Napr[m, n]);end;
3: begin m:=4;Edit1.Text:=IntToStr (Napr[m, n]);end;
4: begin m:=5;Edit1.Text:=IntToStr (Napr[m, n]);end;
5: begin m:=6;Edit1.Text:=IntToStr (Napr[m, n]);end;
6: begin m:=7;Edit1.Text:=IntToStr (Napr[m, n]);end;
7: begin m:=8;Edit1.Text:=IntToStr (Napr[m, n]);end;
8: begin m:=9;Edit1.Text:=IntToStr (Napr[m, n]);end;
9: begin m:=10;Edit1.Text:=IntToStr (Napr[m, n]);end;
end;
end;
procedure TForm1. ComboBox3Change (Sender: TObject);
begin
case combobox3. ItemIndex of
0: Edit2. Text:='1';
1: Edit2. Text:='0.8';
2: Edit2. Text:='0.7';
end;
end;
procedure TForm1. ComboBox4Change (Sender: TObject);
begin
case combobox4. ItemIndex of
0: begin z:=1;Edit3.Text:=IntToStr (Tek[z, o]);end;
1: begin z:=2;Edit3.Text:=IntToStr (Tek[z, o]);end;
2: begin z:=3;Edit3.Text:=IntToStr (Tek[z, o]);end;
3: begin z:=4;Edit3.Text:=IntToStr (Tek[z, o]);end;
4: begin z:=5;Edit3.Text:=IntToStr (Tek[z, o]);end;
5: begin z:=6;Edit3.Text:=IntToStr (Tek[z, o]);end;
6: begin z:=7;Edit3.Text:=IntToStr (Tek[z, o]);end;
7: begin z:=8;Edit3.Text:=IntToStr (Tek[z, o]);end;
8: begin z:=9;Edit3.Text:=IntToStr (Tek[z, o]);end;
9: begin z:=10;Edit3.Text:=IntToStr (Tek[z, o]);end;
10: begin z:=11;Edit3.Text:=IntToStr (Tek[z, o]);end;
11: begin z:=12;Edit3.Text:=IntToStr (Tek[z, o]);end;
12: begin z:=13;Edit3.Text:=IntToStr (Tek[z, o]);end;
13: begin z:=14;Edit3.Text:=IntToStr (Tek[z, o]);end;
14: begin z:=15;Edit3.Text:=IntToStr (Tek[z, o]);end;
15: begin z:=16;Edit3.Text:=IntToStr (Tek[z, o]);end;
end;
end;
procedure TForm1. N1Click (Sender: TObject);
const c2=0; c3=0; ce=0; phi=1;
var L, D, P, tc, t, pr, tau, eta, san, sa, c1, sat20 :real;
pt, sat, s20, ck, sp, c, s0,Dk, Dn, hD, sno: real;
a, b, s: integer;
begin
{=====Ввод исходных данных======}
L:=StrToFloat (Form1.Edit_L.Text); //Длина обечайки
Dn:=StrToFloat (Edit_Dn.Text); //начальное значение Диаметра обечайки
Dk:=StrToFloat (Edit_Dk.Text); //Конечное значение Диаметра обечайки
hD:=StrToFloat (Edit_hD.Text); //Шаг изменения значения Диаметра обечайки
P:=StrToFloat (Edit_P.Text); //Рабочее давление
tc:=StrToFloat (Edit_tc.Text); //Температура среды в котле
pr:=StrToFloat (Edit_pr.Text); //Скорость коррозии
tau:=StrToFloat (Edit_tau.Text); //Срок эксплуатации
san:=StrToFloat (Edit1.Text); //Нормативное допускаемое напряжение (Таблица D.1)
eta:=StrToFloat (Edit2.Text); //Поправочный коэффициент (Таблица D.2)
sat20:=StrToFloat (Edit3.Text); //Минимальное значение предела текучести при t=+20 C
{======Начало вычислений=====}
sa:=san*eta; //Допускаемые напряжения
sat:=sat20/1.1; //Минимальное значение предела текучести
s20:=eta*san; //Допускаемое напряжение при температуре 20 градусов цельсия
if tc>20 then t:=tc else t:=20; //Вычисление температуры
if (((1.25*P*s20)/sa)>(P+0.3)) then
pt:=((1.25*P*s20)/sa) else pt:=(P+0.3);//Вычисление пробного давления при гидравлическм испытании
ck:=pr*tau; //Прибавка для компенсации коррозии
c1:=ck+ce; //Прибавка для компенсации коррозии и эррозии соответственно
c:=c1+c2+c3; //Конструктивная прибавка
{============Вычисление расчетной и исполнительной толщины стенки цилиндрической обечайки==========}
F:=trunc (((Dk)-(Dn))/hD)+1; //Подготовка к циклу
for i:=1 to F do
begin
D:=Dn+(i-1)*hD;
masD[i]: =D;
if (((p*D)/((2*phi*sa)-p)+L/1000))>((pt*D)/(2*phi*sat-pt)+L/1000) then
sp:=((p*D)/(2*phi*sa-p)+L/1000)
else
sp:=((pt*D)/(2*phi*sat-pt)+L/1000);
masSp[i]: =sp;
sno:=sp+c;
{======Вычисление прибавки на округление========}
b:=trunc (sno);
a:=b div 5;
s:=a*5+5;
Название параметра | Единица измерения | Значение в программе | Значение в контрольном примере | Ячейка (диапазон ячеек рабочего листа) | |
Допускаемые напряжения при гидравлических испытаниях ([у]и), | МПа | 177.27 | 177.27 | C16 | |
Допускаемое напряжение при t=20оС ([у]20), | МПа | D16 | |||
Прибавка для компенсации коррозии (ск) | мм | 0.75 | 0.75 | E16 | |
Пробное давление при гидравлическом испытании (pи) | МПа | 1.30 | 1.30 | B16 | |
Прибавка для компенсации коррозии и эрозии (c1) | 0.75 | 0.75 | N6 | ||
Конструктивная прибавка (с) | мм | 0.75 | 0.75 | G16 | |
Диаметр обечайки (D) | мм | A16-A26 | |||
Расчетная толщина стенки цилиндрической обечайки (Sp) | мм | 8.03 | 8.03 | F16-F26 | |
Исполнительная толщина стенки цилиндрической обечайки (S0) | мм | 10.00 | 10.00 | H16-H26 | |
Таблица показывает совпадение результатов расчета и тем самым подтверждает правильность работы программы.
Программный интерфейс
Рисунок 1 Окно вывода результатов
Рисунок 2 Окно ввода исходных данных
Заключение
В ходе этой курсовой работы я научился очень многому. Например, я узнал, как можно вставлять в программе изображения, выводить результаты вычислений в текстовый файл, научился использовать такую функцию как StringGrid и т. д. и т. п. Помимо самой программной части я узнал многое и о редакторе таблиц Excel. Например, научился строить график зависимости, показывать в ячейках формулы вместо полученных значений. Новое я нашел даже в самой операционной системе. К примеру, при создании изображений для пояснительной записки я расширил знания о такой, казалось бы, элементарной функции как PrintScreen.
В общем, я могу с уверенностью сказать, что эта работа не была бесполезной для меня. И я точно запомню ее на всю жизнь.
Список используемой литературы
1. http://delphisite.ru/faq/diagnosticheskie-soobshcheniya-kompilyatora-delphi — Диагностические сообщения компилятора Delphi
2. Методические указания и задания к курсовой работе по дисциплине «Основы информатики» Авторы: Д. В. Бельков, С. П. Веретельник, О. М. Копытова, О. Э. Толкачев.
3. Нил Дж. Рубенкинг. Язык программирования Delphi для «чайников».
Введение
в Borland Delphi 2006
Приложения
Таблица 1
Нормативные допускаемые напряжения у*(МПа) для сталей
Расчетная температура стенки | Углеродистые и низколегированные стали | |||
ВСт3пс, ВСт3сп, ВСт3Гпс | 20, 20К | |||
; | ||||
; | ||||
; | ||||
; | ||||
; | ||||
Таблица 2
Значение поправочного коэффициента з в зависимости от вида заготовки
Вид заготовки | з | |
Листовой прокат | 1.0 | |
Отливки, подвергающиеся индивидуальному контролю неразрушающими методами | 0.8 | |
Отливки, не подвергающиеся индивидуальному контролю | 0.7 | |
Таблица 3
Минимальное значение предела текучести (ут, МПа) углеродистых и низколегированных сталей
Температура t, оС | Марка стали | |||
ВСт3 | 20, 20К | |||