Вход

Расчет уровня жидкости в аппарате

Курсовая работа по технологиям
Дата добавления: 08 января 2007
Язык курсовой: Русский
Word, rtf, 3.5 Мб (архив zip, 271 кб)
Курсовую можно скачать бесплатно
Скачать
Данная работа не подходит - план Б:
Создаете заказ
Выбираете исполнителя
Готовый результат
Исполнители предлагают свои условия
Автор работает
Заказать
Не подходит данная работа?
Вы можете заказать написание любой учебной работы на любую тему.
Заказать новую работу

Санкт-Петербургский Государственный технологический институт

(технический университет)


Кафедра систем автоматизированного проектирования и управления







Моделирование систем




Вариант № 23


Пояснительная записка к курсовому проекту


Тема: «Расчет уровня жидкости в аппарате».







Выполнила студентка гр. 833:

Сухинская В.А.

Руководитель:

Рукин В.Л.








– Санкт-Петербург –

– 2006 –

Содержание

Задание на курсовое проектирование ……………………………………………………… 3

Описание модели……………….……………………………………………………………. 4

Описание интерфейса модели……………………………………………………………….. 6

Пример работы модели………………………………………………………………………. 8

Выводы по работе.…………………………………………………………………………… 9
















































Задание на курсовое проектирование



















































Описание модели

Создание модели начнем с задания входных и выходных параметров (рис. 1).

Рисунок 1 – Входные и выходные параметры модели

Модель имеет три входа:

  • H_0 – начальный уровень жидкости в аппарате, м;

  • P1_n – давление на входе в аппарат, Па;

  • Patm_n – атмосферное давление, Па.

и один выход

  • P2_k – давление на выходе из аппарата, Па.

Для построения модели нам также необходимо задать параметры класса:

  • S – площадь поперечного сечения аппарата, м**2;

  • d_1 – диаметр входного сужающего устройства, м;

  • d_2 – диаметр выходного сужающего устройства, м;

  • ksi_1 – коэффициент местных сопротивлений на входе в аппарат;

  • ksi_2 – коэффициент местных сопротивлений на выходе из аппарата;

  • ro – плотность жидкости, кг/м**3;

  • Hmax – максимальный уровень жидкости в аппарате, м.

внутренние переменные:

  • V – объем жидкости в аппарате, м**3;

  • h – текущий уровень жидкости в аппарате, м;

  • P1 – текущее давление на входе в аппарат, Па;

  • P2 – текущее давление на выходе из аппарата, Па;

  • Patm – текущее атмосферное давление, Па;

  • Q1 – расход жидкости через входное устройство, м**3/с;

  • Q2 – расход жидкости через выходное устройство, м**3/с;

  • t – время проведения процесса, с;

  • k1 – коэффициент пропускной способности;

  • k2 – коэффициент пропускной способности;

  • d_2_t – текущий диаметр выходного отверстия, м;

  • scale – переменная для регулировки скорости процесса.

и константы:

  • g – ускорение свободного падения, м/с**2.


Следующим шагом является создание карты поведения, которое включает в себя создание узлов, переходов между этими узлами, задание условий переходов, а также локального поведения в узлах.

В нашем случае карта поведения имеет очень простую структуру и состоит всего из трех последовательно соединенных узлов. На рисунке 2 изображена карта поведения модели.


Рисунок 2 – Карта поведения модели.

Описание узлов:

  • Узел init – это начальный узел, т.е. узел из которого происходит запуск модели, а также инициализация всех начальных параметров.

  • Узел Работа_аппарата является основным узлом и имитирует процесс работы аппарата. В этом узле осуществляются все расчеты, связанные с определением уровня жидкости в аппарате в зависимости от входных воздействий и параметров аппарата. Локальное поведение в этом узле описывается следующей системой уравнений:



  • Узел выход – узел, в котором завершается выполнение модели. Во входных действиях этого узла производится вывод на экран сообщения о переполнении аппарата и останов модели.

Описание переходов:

  • Из узла init в узел Работа_аппарата – этот безусловный переход. Служит для перевода аппарата в рабочее состояние.

  • Переход из узла Работа_аппарата в узел выход происходит при переполнении аппарата или при полном его опустошении, т.е. когда текущий уровень жидкости в аппарате превысит максимально допустимый или станет равным нулю (h<=0 or h>=Hmax). При этом будет выдано одно из следующих сообщений:

Рисунок 3 – Сообщение о превышении допустимого уровня жидкости

Рисунок 4 – Сообщение об опустошении аппарата

Описание интерфейса модели

Для обеспечения возможности управления моделью была создана следующая 2D – анимация (рис.5).

С помощью ползунков можно во время работы модели регулировать значение давления на входе в аппарат, атмосферного давления, а также диаметра выходного сужающего устройства.

Для численного отображения уровня жидкости в аппарате создадим временную диаграмму, на которую будет выводиться текущий уровень жидкости в аппарате и максимально допустимый. Пример временной диаграммы изображен на рисунке 6.


Рисунок 5 – Регулировка характеристик модели

Рисунок 6 – Пример временной диаграммы

Для графической иллюстрации работы аппарата добавлена трёхмерная анимация (рис.7).

Рисунок 7 – 3D анимация процесса

Пример работы модели

Данные эксперимента:

H_0 = 1 м,

P1_n = 20 000 Па,

Patm_n = 10 000 Па,

S = 0,1 м**2,

d_1 = 0,0045 м,

d_2 = 0,0055 м,

ksi_1 = 0,5,

ksi_2 = 0,5,

ro = 925 кг/м**3,

Hmax = 5

мРезультаты работы модели:

Рисунок 8 – Временная диаграмма результатов эксперимента

При работы аппарата произошло его переполнение за время 14.7 секунд.

Выводы по работе

В ходе выполнения данной курсовой работы была создана модель для расчета уровня жидкости в аппарате.

Для обеспечения возможности влияния на ход процесса работы аппарата была создана панель управления, которая позволяет изменять некоторые параметры аппарата и внешней среды. Изменение этих параметров позволяет изучить их влияние на ход процесса: увеличение атмосферного давления и давления на входе в аппарат приводит к увеличению уровня жидкости, а увеличение диаметра выходного сужающего устройства к снижению уровня жидкости в аппарате.

Для большей наглядности была создана трехмерная модель разработанной модели.

Таким образом, была создана модель исследуемой системы и изучено влияние на поведение системы её основных параметров.

Для выполнения курсовой работы была использована среде визуального моделирования Model Vision Studium 3.2. Данная среда оставила довольно не однозначное впечатление, т.к. с одной стороны, она достаточно легко и быстро позволяет создавать и использовать модели реальных процессов, а с другой стороны ее нестабильная работа и обилие ошибок в значительной мере затрудняет работу с этой программой.

© Рефератбанк, 2002 - 2017