Разработка документов Mathcad и Excel для расчета мощности насоса
Алгоритм расчет мощности насоса, необходимой для перекачки жидкости. Расчет потери давления в трубопроводе. Выбор встроенной функции Mathcad для решения уравнения. Решение системы нелинейных уравнений путем создания и форматирования декартовых графиков.
| Рубрика | Программирование, компьютеры и кибернетика |
| Вид | курсовая работа |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 13.10.2017 |
| Размер файла | 59,2 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ
ТУЛЬСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ
Кафедра автомобили и автомобильное хозяйство
Курсовая работа
по дисциплине «Информатика»
Тула, 2009
Оглавление
Введение
Задание 1
Задание 2
Задание 3
Заключение
Список литературы
Введение
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), если режим течения турбулентный (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), если режим течения турбулентный (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 |
|||||
|
15 |
30 |
45 |
60 |
||
|
0 |
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 |
|
|
10 |
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/м^3 |
н, м^2/2 |
Q, м^3/с |
L1, км |
d1, м |
L2, км |
d2, м |
б, ° |
p3, Па |
p4, Па |
з |
|
|
700 |
0,00005 |
0,06 |
1 |
0,203 |
4 |
0,156 |
15 |
100000 |
83300 |
0,8 |
|
|
S1 |
0,032349 |
V1 |
1,8548 |
S2/S1 |
0,591 |
||||||
|
S2 |
0,019104 |
V2 |
3,1407 |
V2/V1 |
1,693 |
||||||
|
p5 |
16700 |
||||||||||
|
Re |
7530,357 |
Re |
9799,1 |
||||||||
|
л1 |
0,033922 |
л2 |
0,0318 |
||||||||
|
p1 |
201,2029 |
p2 |
2811,6 |
||||||||
|
A |
0,6 |
ж |
0,46 |
||||||||
|
p6 |
332,3198 |
p7 |
20045 |
||||||||
|
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 |
|
|
6 |
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 |
|
|
6 |
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 литературы
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.
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Суть метода Рунге-Кутта и его свойства. Решение дифференциальных уравнений первого порядка. Вычислительный блок Given/Odesolve. Встроенные функции rkfixed, Rkadapt, Bulstoer. Решения линейных алгебраических уравнений в среде MathCad и Microsoft Excel.
курсовая работа [1,1 M], добавлен 02.06.2014Решение системы дифференциальных уравнений переходных процессов в RLC-цепи численным методом. Анализ графиков в Excel. Расчет переходного процесса в математическом пакете MathCad по точным формулам. Разработка программы на языке программирования Pascal.
курсовая работа [777,3 K], добавлен 22.10.2012Особенности решения уравнений с одной переменной методом половинного деления. Оценка погрешности метода простой итерации. Суть решения уравнений в пакете Mathcad. Векторная запись нелинейных систем. Метод Ньютона решения систем нелинейных уравнений.
курсовая работа [2,1 M], добавлен 12.12.2013Разработка с использованием приложения Mathcad алгоритма и программы решения нелинейного уравнения методами касательных, половинного деления и хорд. Решение с помощью ее заданных нелинейных уравнений. Создание графической иллюстрации полученных решений.
курсовая работа [665,7 K], добавлен 22.08.2013Использование ранжированных переменных в программном пакете Mathcad. Создание матриц без использования шаблонов матриц, описание операторов для работы с векторами и матрицами. Решение систем линейных и нелинейных уравнений с помощью функций Mathcad.
контрольная работа [964,6 K], добавлен 06.03.2011Сравнение эффективности программ Excel и Mathcad при решении задач нахождения корней нелинейного уравнения и поиска экстремумов функции. Проведение табулирования функции на заданном интервале. Построение графика двухмерной поверхности в Excel и Mathcad.
курсовая работа [1,4 M], добавлен 07.05.2013Решение нелинейного уравнения вида f(x)=0 с помощью программы Excel. Построение графика данной функции и ее табулирование. Расчет матрицы по исходным данным. Проведение кусочно-линейной интерполяции таблично заданной функции с помощью программы Mathcad.
контрольная работа [1,8 M], добавлен 29.07.2013Решение нелинейного уравнения шаговым методом, методом половинного деления, методом Ньютона и простой итерации с помощью программы Mathcad. Разбиение промежутка на число n интервалов. Условия сходимости корня. Составление программы для решения на С++.
лабораторная работа [207,5 K], добавлен 10.05.2012Краткая историческая справка и описание современной версии системы. Основные возможности современной версии MathCad, ее интерфейс. Ввод и редактирование выражений, функции, решение уравнений. Использование Mathcad для решения инженерно-технических задач.
курсовая работа [2,8 M], добавлен 04.04.2014Изучение структуры рабочего документа MathCad - программы, предназначенной для автоматизации математических расчетов. Работа с переменными, функциями и матрицами. Применение MathCad для построения графиков, решения уравнений и символьных вычислений.
презентация [639,2 K], добавлен 07.03.2013Математические возможности Mathcad и Microsoft Excel. Преобразование алгебраических выражений. Вычисление значения функции. Решение уравнений и систем. Вычисление значения интеграла, производных и пределов. Построение графиков функций. Работа с матрицами.
курсовая работа [559,5 K], добавлен 15.07.2012Использование программной системы Mathcad для выполнения, документирования и использования вычислений и инженерных расчетов. Вычисление пределов, суммы ряда. Работа с матрицами, построение трехмерного графика. Решение систем нелинейных уравнений.
отчет по практике [1,5 M], добавлен 11.09.2014Назначение и состав системы MathCAD. Основные объекты входного языка и языка реализации. Характеристика элементов интерфейса пользователя, настройка состава панелей инструментов. Задачи линейной алгебры и решение дифференциальных уравнений в MathCAD.
курс лекций [1,6 M], добавлен 13.11.2010Разностная схема решения уравнения теплопроводности. Численное решение уравнения теплопроводности в табличном процессоре Microsoft Ехсеl и в пакете математических расчётов MathCAD. Расчёт методом прогонки. Изменение пространственной координаты.
дипломная работа [248,4 K], добавлен 15.03.2014Использование таблиц Excel и математической программы Mathcad при решении инженерных задач. Сравнение принципов работы этих пакетов программ при решении одних и тех же задач, их достоинства и недостатки. Обоснование преимуществ Mathcad над Excel.
курсовая работа [507,0 K], добавлен 15.12.2014Численный метод для решения однородного дифференциального уравнения первого порядка методом Эйлера. Решение систем дифференциальных уравнений методом Рунге–Кутта. Решение краевой задачи. Уравнения параболического типа, а также Лапласа и Пуассона.
курсовая работа [163,5 K], добавлен 27.05.2013Основные элементы системы MathCAD, обзор ее возможностей. Интерфейс системы, концепция построения документа. Типы данных, входной язык системы. Классификация стандартных функций. Графические возможности системы MathCAD. Решение уравнений системы.
курс лекций [2,1 M], добавлен 01.03.2015Изучение теоретических положений, раскрывающие структуру линейных и нелинейных стационарных и динамических объектов, математическое описание и решение задачи анализа объектов. Использование для решения функции системы математических расчетов MathCAD.
контрольная работа [317,7 K], добавлен 16.01.2009Исследование свойств и поведения динамических объектов, описываемых системами обыкновенных нелинейных дифференциальных уравнений. Описание методов, программ и алгоритмов решения систем линейных и нелинейных алгебраических уравнений в системе MathCAD.
контрольная работа [255,1 K], добавлен 16.01.2009Современные системы компьютерной математики. Графический способ решения уравнений с параметрами. Возможности системы Mathcad для создания анимации графиков функций. Процесс создания анимации. Использование анимационной технологии систем математики.
контрольная работа [617,1 K], добавлен 08.01.2016
