Математическое моделирование Курсовая с практикой Точные науки

Курсовая с практикой на тему Моделирование процесса нагрева воды в проточной емкости.

  • Оформление работы
  • Список литературы по ГОСТу
  • Соответствие методическим рекомендациям
  • И еще 16 требований ГОСТа,
    которые мы проверили
Нажимая на кнопку, я даю согласие
на обработку персональных данных
Фрагмент работы для ознакомления
 

Содержание:

 

Введение. 7

1 Анализ физического процесса. 9

2 Описание констант и
переменных, используемых в физическом процессе. 11

3 Структурная схема математической модели физического
процесса. 12

4 Аналитическое
описание математической модели процесса. 13

5 Реализация математической модели в Matlab. 16

6 Получение экспериментальных данных. 19

7 Проверка адекватности модели. 22

Заключение. 26

Список использованных источников. 27

Приложение А Программный код в пакете Matlab 28

  

Введение:

 

В курсовой работе исследуется модель процесса нагрева воды в
проточной емкости.

Из множества математических методов моделирования процесса
нагрева воды в проточной емкости для реализации эффективного исследования и
управления наибольший интерес представляют теоретические методы, которые
базируются на математических описаниях механизмов протекают процессов
теплопередачи. Такие модели владеют хорошими прогностическими возможностями в
широких диапазонах изменения свойств объектов и режимных параметров
технологических процессов. Недостатки же состоят в том, что, как правило, эти
модели в процессе реализации представляют недостаточно точные результаты, тем
не менее, в ряде случаев, удается достичь необходимой точности.

Актуальность данного проекта заключается в разработке
математической имитационной модели процесса нагрева воды в проточной емкости,
которая позволит достаточно оперативно получать необходимые выходные данные при
изменении тех, или иных параметров.

Имитационная модель системы – это программа, в которой
определяются все наиболее существенные элементы и связи изучаемой системы и
задаются начальные значения параметров, соответствующие некоторому «нулевому»
моменту времени, а все последующие изменения, происходящие в системе,
рассчитываются на ЭВМ автоматически при выполнении программы.

Цель курсового проекта – разработка адекватной математической
модели физического процесса нагрева воды в проточной емкости и создании
программного кода, который как раз и отразит математическую модель в пакете MatLab
и позволит провести исследование в процессе изменения входных величин.

Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие
задачи:

1. Проанализировать физический процесс.

2. Составить таблицу с
указанием всех входящих и выходящих констант и переменных,
используемых в физическом процессе.

3. Составить структурную схему
математической модели физического процесса.

4. Разработать алгоритм математической
модели, который обеспечивал бы вычисление зависимостей.

5. Реализовать математическую модель в
пакете MatLab.

6. Получить первичные экспериментальные
данные.

7. Проверить полученную модель и
экспериментальные данный на адекватность.

Не хочешь рисковать и сдавать то, что уже сдавалось?!
Закажи оригинальную работу - это недорого!

Заключение:

 

В&nbspпервом&nbspразделе&nbspпроведен&nbspанализ&nbspфизического&nbspпроцесса&nbspнагрева&nbspводы&nbspв&nbspпроточной&nbspемкости&nbspчерез&nbspтепловую&nbspрубашку.&nbspСоставлена&nbspмодель&nbspпроцесса&nbspнагрева&nbspводы&nbspв&nbspпроточной&nbspемкости&nbspв&nbspвиде&nbsp«черного&nbspящика».&nbsp
Во&nbspвтором&nbspразделе&nbspопределены&nbspвходные&nbspи&nbspвыходные&nbspпараметры&nbspи&nbspпеременные&nbspпроцесса:
1.&nbspНачальная&nbspтемпература&nbspпотока&nbspводы.
2.&nbspТемпература&nbspтеплоносителя&nbspв&nbspтепловой&nbspрубашке.
3.&nbspПлощадь&nbspконтакта&nbspмежду&nbspтепловой&nbspрубашкой&nbspи&nbspемкостью&nbsp
4.&nbspПоток&nbspводы&nbspв&nbspемкость.
5.&nbspПоток&nbspводы&nbspиз&nbspемкости.
6.&nbspОбъем&nbspпроточной&nbspемкости.
7.&nbspТемпературы&nbspводы&nbspв&nbspемкости
8.&nbspОбъем&nbspводы&nbspв&nbspемкости.
В&nbspтретьем&nbspразделе&nbspсоставлена&nbspструктурная&nbspсхема&nbspмодели&nbspнагрева&nbspводы.
В&nbspчетвертом&nbspразделе&nbspполучена&nbspаналитическая&nbspзависимость&nbspпроцесса&nbspнагрева&nbspводы&nbspв&nbspпроточной&nbspемкости&nbspна&nbspосновании&nbspмодели&nbspидеального&nbspсмешения&nbspи&nbspзакона&nbspсохранения&nbspмассы.
В&nbspпятом&nbspразделе&nbspсоставлена&nbspблок-схема&nbspалгоритма&nbspи&nbspструктурная&nbspсхема&nbspрешения&nbspаналитических&nbspзависимостей&nbspи&nbspпроизведена&nbspнастройка&nbspмодели.&nbsp
В&nbspшестом&nbspразделе&nbspполучены&nbspграфики&nbspпереходных&nbspпроцессов&nbspизменения&nbspвыходных&nbspпеременных&nbspпроцесса&nbspнагрева&nbspводы&nbspв&nbspпроточной&nbspемкости.
В&nbspседьмом&nbspразделе&nbspсделан&nbspвывод,&nbspчто&nbspоб&nbspадекватности&nbspразработанной&nbspмодели&nbspпоскольку&nbspполученные&nbspрезультаты&nbspотвечают&nbspфизическому&nbspпроцессу&nbspнагреву&nbspводы&nbspв&nbspпроточной&nbspемкости.

 

Фрагмент текста работы:

 

1 Анализ физического процесса Математическое
описание процесса нагрева воды в проточной емкости
удобно записывать в виде выражений, которые характеризует изменение температуры
в потоке теплоносителя во времени, обусловленное, во-первых, движением потока
и, во-вторых, теплопередачей.

Исходные
данные к проекту:


проточная ёмкость объемом V
= 26 м3;


в емкость подается поток воды Q1
= 12 м3/ч, с начальной температурой T1
= 14 °С;


из емкости отбирается поток Q2
с температурой T2;


предполагается, что емкость является аппаратом идеального смешения и
температура воды во всех точках внутри нее одинакова и равна температуре
выходящего потока Q2;


к проточной ёмкости подводится поток тепла от тепловой рубашки, температура
теплоносителя в тепловой рубашке постоянна T3
= 66 °С;


площадь контакта между тепловой рубашкой и емкостью S =5 м2;


поток Q2
может изменяться в пределах ±16 % от Q1;


температура T2
может изменяться в пределах ±10 % от начальной.

Основной
целью проекта является вычисление зависимости объёма воды в ёмкости от времени Vв(t),
а также температуры воды в ёмкости от времени T2(t).

В задании сказано, что
предполагается, что емкость является аппаратом идеального смешения. Модель идеального
смешения или перемешивания представляет идеализированный поток и является
теоретической моделью. Согласно этой модели принимается, что поступающий в
аппарат поток мгновенно распределяется по всему объему вследствие полного
(идеального) перемешивания частиц среды. При этом температуры распределенного
вещества во всех точках аппарата и в потоке на выходе из него одинакова.
Наилучшим образом эта модель отвечает реальным
потокам в проточных аппаратах с мешалкой, у которых высота мало отличается от
диаметра, мешалка создает высокую степень перемешивания и объемная скорость
потоков невелика. Именно в подобных случаях можно достичь такого состояния,
когда температура вещества во всех точках объема аппарата становится
практически одинаковой, т. е. структура потока близка к модели идеального
перемешивания.

Понимание процесса
нагрева возможно с помощью информационной схемы, представленной на рисунке 2. Рисунок 1 – Модель процесса
нагрева воды в проточной емкости в виде «черного ящика» Как видно из рисунка 1, математическая модель процесса нагрева воды в проточной
емкости является многомерной и многосвязной. В следующих разделах будет
представлена сводная таблица всех констант и переменных, которая поясняет
значение обозначений, введённых на рисунке 1.

Важно! Это только фрагмент работы для ознакомления
Скачайте архив со всеми файлами работы с помощью формы в начале страницы

Похожие работы