Програмування обчислювальних процедур та розробка креслення деталі із застосуванням системи "компас-графік". Розрахунок змієвикового теплообмінника для загального нагріву резервуару

Размещено на http://www.allbest.ru/

Міністерство освіти і науки, молоді та спорту України

Пояснювальна записка з дисципліни "Інформаційні технології"

Тема:

Програмування обчислювальних процедур та розробка креслення деталі із застосуванням системи "компас-графік". Розрахунок змієвикового теплообмінника для загального нагріву резервуару

Анотація

В даній курсовій роботі розробити програму для розрахунку змієвикового теплообмінника для загального нагріву резервуару. Структура програми розгалужена - в залежності від того, який набір початкових даних задається, необхідно визначити напрям розрахунку для визначення одного із незаданих параметрів - або витрату, або температуру, або теплоємність. В логічній структурі програми після проведення всього розрахунку передбачити запит на повторення розрахунку з іншим набором початкових даних.

Також в курсові роботі розробляється креслення корпуса в Системі Автоматизованого Проектування КОМПАС.

ЗМІСТ

ВСТУП

1. РОЗРОБКА ПРОГРАМИ МОВОЮ ПРОГРАМУВАННЯ VISUAL BASIC ДЛЯ РОЗРАХУНКУ ЗМІЄВИКОВОГО ТЕПЛООБМІННИКА ДЛЯ ЗАГАЛЬНОГО НАГРІВУ РЕЗЕРВУАРУ

1.1 Методика розрахунку теплообмінника

1.2 Контрольний розрахунок

1.3 Блок-схема алгоритму програми та інструкція до програми

1.4 Таблиця ідентифікаторів

1.5 Текст програми розрахунку

2. СИСТЕМА АВТОМАТИЗОВАНОГО ПРОЕКТУВАННЯ КОМПАС-ГРАФІК

2.1 Виконання робочого креслення деталі Корпус САПР Компас

Висновки

Перелік посилань

ВСТУП

Для вирішення поставленої задачі - розрахунок головних параметрів волого повітря - була обрана мова програмування Visual Basic.

Початкова мета розробки мови диктувалася необхідністю інструмента "для навчання програмуванню, як систематичної дисципліни". Однак, дуже швидко виявилася надзвичайна ефективність мови Visual Basic у найрізноманітніших додатках, від рішення невеликих задач чисельного характеру до розробки складних програмних систем, баз даних, операційних систем і т.д. В теперішній чаc Visual Basic належить до групи найбільш розповсюджених і популярних у світі мов програмування.

Програма мовою Visual Basic являє собою спеціально організовану послідовність кроків по перетворенню даних, що приводить до вирішення деякої задачі. Це відрізняє Visual Basic від так званих непроцедурних мов.

Мова Visual Basic містить зручні засоби для представлення даних. Розвинута система типів дозволяє адекватно описувати данні, які підлягають обробці, і конструювати структури даних довільної складності. Visual Basic є типізованою мовою, що означає фіксацію типів змінних при їхньому описі, а також строгий контроль перетворень типів і контроль доступу до даних відповідно до їхнього типу.

Набір операторів мови Visual Basic відбиває принципи структурного програмування і дозволяє записувати досить складні алгоритми в компактній формі. змієвиковий теплообмінник алгоритм деталь

В даній курсовій роботі було використано мову програмування Visual Basic, яка дозволила досить оптимально вирішити поставлене завдання[1-3].

Текстовий процесор Word, розроблений фірмою Microsoft, є найпопулярнішим засобом для створення документів, які , крім текстової інформації, можуть містити малюнки, таблиці, різноманітні символи, математичні формули, гіпертекстові посилання тощо. Він забезпечує виконання багатьох сервісних операцій, таких як перевірка правопису різними мовами, створення документів за готовими шаблонами, автоматичну корекцію введеного тексту і т. ін.

(САПР) КОМПАС призначений для виконання навчальних проектно-конструкційних робіт в різних галузях діяльності. (САПР) КОМПАС розроблений спеціально для операційного середовища MS Windows і в повній мірі використовує всі її можливості і переваги.

1. РОЗРОБКА ПРОГРАМИ МОВОЮ ПРОГРАМУВАННЯ VISUAL BASIC ДЛЯ РОЗРАХУНКУ ЗМІЄВИКОВОГО ТЕПЛООБМІННИКА ДЛЯ ЗАГАЛЬНОГО НАГРІВУ РЕЗЕРВУАРУ

1.1 Методика розрахунку теплообмінника

Створити програму розрахунку змієвикового теплообмінника для нагріву вмісту резервуару для таких варіантів коефіцієнтів використання поверхні:

Таблиця 1.1 - Технічне завдання на розрахунок конструкції теплообмінника, необхідної кількості теплоносія і площі поверхні теплообміну, часу нагріву

Резервуар	Теплоізоляція	Продукт, що нагрівається	Необхідна температура	Теплоносій
600 м3, розміщений на вулиці, D=7,4м; Н=15,7 м	Базальтова Вата товщиною 100 мм	Дистильований гліцерин	Початкова 40єС	Вода Т=80 єС, витрата води Q=9м3/год;
			Кінцева 60єС

Час нагріву гліцерину змієвиковим теплообмінником при використанні теплоти конденсації пари і теплоти охолодження конденсату

(1.1)

Площа теплообмінної поверхні теплообмінника періодичної дії,

якщо теплоносій вода

 (1.2)

Маса гліцерину в резервуарі №1

(1.3)

Середня температура води в змієвикові

(1.4)

Середньо логарифмічна різниця температур

(1.5)



Швидкість води в змієвику

(1.6)

Коефіцієнт тепловіддачі від води до внутрішньої стінки труби для розвиненого турбулентного руху рідини

(1.7)

Критерій Грасгофа

(1.8)

Критерій Релея

(1.9)

де Pr - критерій Прандтля.

Критерій Нуссельта при вільній конвекції біля горизонтальної труби

(1.10)

Коефіцієнт тепловіддачі до зовнішньої стінки змієвика

(1.11)

Коефіцієнт теплопередачі для змієвикового теплообмінника

(1.12)

1.2 Контрольний розрахунок

Час нагріву гліцерину змієвиковим теплообмінником при використанні теплоти конденсації пари і теплоти охолодження конденсату

(1.1)

Площа теплообмінної поверхні теплообмінника періодичної дії,

якщо теплоносій вода

(1.2)

Маса гліцерину в резервуарі №1

(1.3)

Середня температура води в змієвикові

(1.4)

Середньо логарифмічна різниця температур

(1.5)

Швидкість води в змієвику

(1.6)

Коефіцієнт тепловіддачі від води до внутрішньої стінки труби для розвиненого турбулентного руху рідини

(1.7)

Критерій Грасгофа

(1.8)

Критерій Релея

(1.9)

Критерій Нуссельта при вільній конвекції біля горизонтальної труби

(1.10)

Коефіцієнт тепловіддачі до зовнішньої стінки змієвика

(1.11)

Коефіцієнт теплопередачі для змієвикового теплообмінника

(1.12)

Площа теплообмінної поверхні теплообмінника періодичної дії, якщо теплоносій вода

(1.2.1)

1.3 Блок-схема алгоритму програми та інструкція до програми



Інструкція до програми

Щоб відкрити программу мовою VBA потрібно спочатку відкрити Microsoft Office Excel 2003 далі натиснути лівою кнопкою миші на кнопку Сервіс після цього навести на кнопку Макрос і вибрати Редактор Visual Basic.

Рисунок 1.1 - Запуск VBA

Після цього натискаєм Файл і вибираємо кнопку Import File.



Рисунок 1.2 - Відкриття текстового модуля програми

Далі відкриється вікно в якому потрібно знайти збережений модуль програми і натиснути кнопку Открыть після чого нам відкриється текстовий модуль програми , щоб її запустити потрібно натиснути F5 , нам відкриється вікно :

В даному вікні нам потрібно ввести цифру 1 тому що в нас задана відповідна початкова інформація , після чого будуть відкриті наступні вікна в яких потрібно буде ввести початкові дані. Коли всі дані будуть введені програма почне по черзі викидати вікна з розрахованими значеннями за заданими в програмі формулами і початковими умовами , при кожному вивіду данних потрібно натискати кнопку Enter.

1.4 Таблиця ідентифікаторів

Таблиця 1.1-Ідентифікатори

Позначення	Ідентифікатор	Назва	Розмірність
	A1	час нагріву	с
	TW1	температура води на вході
	TW2	температура води на виході
	G1	витрата грійної води	Кг/с
	M1	маса гліцерину	кг
	СG	теплоємність гліцерину	кДж/(кг К)
	CW	теплоємність води	кДж/(кг К)
	TG2	кінцева температура гліцерину
	U	коефіцієнт використання поверхні	-
	TZ	температура зовнішньої стінки змійовика
	H2	коефіцієнт тепловіддачі до зовнішньої стінки змієвика	-
	E	теплопровідність
k	K	коефіцієнт тепловіддачі
	EW	коефіцієнт теплопровідності води
	FW	кінематична в'язкість води
	BW	густина води
	PW	критерій Прандтля води	-
	PVn	критерій Прандтля для води за температурою внутрішньої стінки труби	-
Pr	P	критерій Прандтля	-
Gr	GR	критерій Грасгофа	-
Ra	R	критерій Релея	-
Nu	N	критерій Нуссельта	-
	H1	коефіцієнт тепловіддачі від води до внутрішньої стінки
	DV	внутрішній діаметр	м
	DZ	зовнішній діаметр	м
w	W	швидкість води в змійовику	м/с
	Z2	площа змійовика
F	Z	площа теплообмінної поверхні
	CR	теплоємність води	кДж/(кг К)
	Y	коефіцієнт температурного розширення	-
	T2	середня температура гліцерину в резервуарі
	J	товщина стінки резервуару	м
	EST	коефіцієнт теплопровідності стінки
	TG1	початкова температура гліцерину
	VG	об'єм гліцерину
	BG	густина гліцерину

1.5 Текст програми розрахунку

Public Sub program()

Dim A1!, Z!, TW1!, CR!, Y!, J!, EST!, W!, Z2!, T!, TW2!, G1!, M1!, CG!, CW!, T2!, TG1!, TG2!, VG!, BG!, U!, TZ!, H2!, H1!, E!, K!, EW!, FW!, BW!, PW!, PVn!, P!, GR!, R!, N!, DV!, DZ!

i = InputBox("Якщо обчислюємо час нагріву гліцерину змієвиковим теплообмінником при використанні теплоти конденсації пари і теплоти охолодження конденсату - введіть 1, Якщо обчислюємо _ площу теплообмінної поверхні теплообмінника періодичної дії якщо теплоносій вода - введіть 2 , Якщо обчислюємо масу гліцерину в резервуарі №1 - введіть 3 , Якщо обчислюємо середню температуру води в змієвикові - введіть 4 , Якщо обчислюємо середньологарифмічну різницю температур - введіть 5 , Якщо обчислюємо швидкість води в змієвику - введіть 6 , Якщо обчислюємо коефіцієнт тепловіддачі від води до внутрішньої стінки труби для розвиненого турбулентного руху рідини - введіть 7 , Якщо обчислюємо критерій Грасгофа - введіть 8 , Якщо обчислюємо критерій Релея - введіть 9 , Якщо обчислюємо критерій Нуссельта при вільній конвекції біля горизонтальної труби - введіть 10 , Якщо обчислюємо коефіцієнт тепловіддачі до з. стінки змійовика - введіть 11 , Якщо обчислюємо коефіцієнт теплопередачі для зм. теплообмінника - введіть 12")

If i = 1 Then

M1 = InputBox("введіть значення маси гліцерину")

CG = InputBox("введіть теплоємність гліцерину")

TG2 = InputBox("введіть кінцеву температуру нагріву гліцерину")

TG1 = InputBox("введіть початкову температуру нагріву гліцерину")

G1 = InputBox("введіть витрату грійної води")

CW = InputBox("введіть теплоємність води")

TW1 = InputBox("введіть температуру води на вході в змійовик")

TW2 = InputBox("введіть температуру води на виході із змійовика")

A1 = M1 * CG * (TG2 - TG1) / G1 * CW * (TW1 - TW2)

MsgBox " A1= " & A1

Print #1, " A1= " & A1

End If

If i = 2 Then

M1 = InputBox("введіть значення маси гліцерину")

CG = InputBox("введіть теплоємність гліцерину")

TW1 = InputBox("введіть температуру води на вході в змійовик")

TG1 = InputBox("введіть початкову температуру нагріву гліцерину")

TG2 = InputBox("введіть кінцеву температуру нагріву гліцерину")

G1 = InputBox("введіть витрату грійної води")

CW = InputBox("введіть теплоємність води")

A1 = InputBox("введіть час нагріву гліцерину змієвиковим теплообмінником при використанні теплоти конденсації пари і теплоти охолодження конденсату")

K = InputBox("введіть коефіцієнт теплопередачі")

U = InputBox("введіть коефіцієнт використання поверхні")

Z = Log((1 - (M1 * CG * Log((TW1 - TG1) / (TW1 - TG2))) / (G1 * CW * A1)) ^ (-1)) * (G1 * CW) / (K * U)

MsgBox " Z= " & Z

Print #1, " Z= " & Z

End If

If i = 3 Then

VG = InputBox("введіть об'єм гліцерину")

BG = InputBox("введіть густину гліцерину")

M1 = VG * BG

MsgBox " M1= " & M1

Print #1, " M1= " & M1

End If

If i = 4 Then

TW1 = InputBox("введіть температуру води на вході в змійовик")

TW2 = InputBox("введіть температуру води на виході із змійовика")

T = (TW1 + TW2) / 2

MsgBox " T= " & T

Print #1, " T= " & T

End If

If i = 5 Then

T3 = InputBox("введіть більшу різницю температур")

T4 = InputBox("введіть меншу різницю температур")

T2 = (T3 - T4) / Log(T3 / T4)

MsgBox " T2= " & T2

Print #1, " T2= " & T2

End If

If i = 6 Then

G1 = InputBox("введіть витрату грійної води")

BW = InputBox("введіть густину води")

DV = InputBox("введіть внутрішній діаметр")

W = G1 / ((BW * 3.14 * DV ^ 2) / 4)

MsgBox " W= " & W

Print #1, " W= " & W

End If

If i = 7 Then

W = InputBox("введіть швидкість води в змієвику")

DV = InputBox("введіть внутрішній діаметр")

EW = InputBox("введіть коефіцієнт теплопровідності води")

FW = InputBox("введіть кінематичну в'язкість води")

CR = InputBox("введіть теплоємність води")

BW = InputBox("введіть густину води")

PW = InputBox("введіть критерій Прандтля води")

PVn = InputBox("введіть критерій Прандтля для води за температурою внутрішньої стінки труби")

H1 = (0.021 * W ^ 0.8 * DV ^ (-0.2)) * ((EW ^ 0.57) / (FW ^ 0.37)) * ((CR * BW) ^ 0.43) * ((PW / PVn) ^ 0.25)

MsgBox " H1= " & H1

Print #1, " H1= " & H1

End If

If i = 8 Then

Y = InputBox("введіть коефіцієнт температурного розширення")

TZ = InputBox("введіть температуру зовнішньої стінки змійовика")

T2 = InputBox("введіть середню температуру гліцерину в резервуарі")

FW = InputBox("введіть кінематичну в'язкість води")

DZ = InputBox("введіть зовнішній діаметр")

GR = (9.8 * Y * (TZ - T2) * (DZ ^ 3)) / (FW ^ 2)

MsgBox " GR= " & GR

Print #1, " GR= " & GR

End If

If i = 9 Then

GR = InputBox("введіть критерій Грасгофа")

P = InputBox("введіть критерій Прандтля")

R = GR * P

MsgBox " R= " & R

Print #1, " R= " & R

End If

If i = 10 Then

R = InputBox("введіть критерій Релея")

P = InputBox("введіть критерій Прандтля")

PVn = InputBox("введіть критерій Прандтля для води за температурою внутрішньої стінки труби")

N = 0.75 * (R ^ 0.25) * ((P / PVn) ^ 0.25)

MsgBox " N= " & N

Print #1, " N= " & N

End If

If i = 11 Then

N = InputBox("введіть критерій Нуссельта")

E = InputBox("введіть теплопровідність")

DZ = InputBox("введіть зовнішній діаметр")

H2 = (N * E) / DZ

MsgBox " H2= " & H2

Print #1, " H2= " & H2

End If

If i = 12 Then

H1 = InputBox("введіть коефіцієнт тепловіддачі від води до внутрішньої стінки")

J = InputBox("введіть товщину стінки резервуару")

EST = InputBox("введіть коефіцієнт теплопровідності стінки")

H2 = InputBox("введіть коефіцієнт тепловіддачі до зовнішньої стінки змієвика")

K = (((1 / H1) + (J / EST) + (1 / H2)) ^ (-1))

MsgBox " K= " & K

Print #1, " K= " & K

End If

Close #1

End Sub

2. СИСТЕМА АВТОМАТИЗОВАНОГО ПРОЕКТУВАННЯ КОМПАС-ГРАФІК

2.1 Виконання робочого креслення деталі Корпус САПР Компас

Інструкція до креслення

Рисунок 2.1 - Використання команди Пряма

Для створення прямої необхідно натиснути кнопку Пряма і ввести довжину і кут прямої.

Рисунок 2.2 - Використання команди Ортогональне креслення

Щоб пришвидшити виставлення прямої під 0? , 90? , 180? , 270? використаємо кнопку Ортогональне креслення.



Рисунок 2.3 - Ввід довжини відрізка

Рисунок 2.4 - Створення фаски

В даному валі на двох кінцях є фаски , щоб її створити потрібно натиснути на кнопку Фаска , далі вибираємо довжину фаски і вибираємо дві прямих на яких потрібно створити фаску.

Рисунок 2.5 - Використання команди Усікти криву

Якщо потрібно стерти частину прямої і кривої потрібно використати кнопку Усікти криву , лінію буде стерто до перетину з іншою лінією.



Рисунок 2.6 - Використання команди Скруглення

Якщо потрібно зробити округлення двох ліній необхідно натиснути на кнопку Округлення і вибрати радіус округлення.

Рисунок 2.7 - Використання команди Симетрія

Щоб пришвидшити роботу над кресленням можна нарисувати половину деталі далі її виділити і натиснути на кнопку Симетрія після чого вибрати точку симетрії.



Рисунок 2.8 - Використання команди Хвиляста лінія

Щоб зробити місцевий розріз потрібно на дану частину деталі обмалювати хвилястою лінією або Прямою Безьє а далі створити штриховку в даній області.

Рисунок 2.9 - Використання команди Штриховка

Щоб створити штриховку необхідно натиснути на кнопку Штриховка , вибрати необхідну довжину між лініями і їх кут і натиснути в замкнену область на якій потрібно створити штриховку.



Рисунок 2.10 - Використання команди лінійний розмір

Після того як деталь нарисована потрібно виставити розміри , для того щоб виставити розмір прямої необхідно натиснути на кнопку Лінійний розмір і вибрати початок і кінець даної прямої.

Рисунок 2.11 - Виставити розмір

Рисунок 2.12 - Встановлення параметрів розміра

В даному випадку вал круглої форми тому біля самого числа у розмірі потрібно дописати символ який показує що цей розмір діаметральний , натискаємо на кнопку параметри і на символ ? і натискаємо Ок.



Рисунок 2.13 - Встановлення параметрів розміра

В даному випадку вал круглої форми тому біля самого числа у розмірі потрібно дописати символ який показує що цей розмір діаметральний , натискаємо на кнопку параметри і на символ ? і натискаємо Ок.

Рисунок 2.14 - Використання радіального розміру

Щоб виставити розмір округлення необхідно натиснути на кнопку Радіальний розмір і вибрати криву на яку потрібно нанести даний розмір.

ВИСНОВКИ

В результаті виконання курсової роботи отримано програму для розрахунку змієвикового теплообмінника для загального нагріву резервуару, яка написана мовою програмування Visual Basic for Application. В результаті роботи програми отримано результати(H= 2712,257, z = 62,82128, tm = 96,13621, x = 1,165017,V= 0,8583569). Також під час виконання курсової роботи розроблено креслення деталі Корпус.

ПЕРЕЛІК ПОСИЛАНЬ

1."Microsoft Word 97 Шаг за шагом". Практическое пособие. Изд.: ЭКОМ, 1998.- С.98

2. Билл Семпф Microsoft Visual Basic 2005 для "чайников".. Изд.: ЭКОМ,

2005.-С.74

3. Мала гірнича енциклопедія. В 3-х т. / За ред. В. С. Білецького. -- Донецьк: "Донбас", 2004.-С.234

4. Стивен Буллен, Роб Боуви, Джон Грин Профессиональная разработка приложений Microsoft Office Excel = Professional Excel Development: The Definitive Guide to Developing Applications Using Microsoft Excel and VBA. -- М.: "Вильямс", 2007. -- С. 736

5. Джон Уокенбах 2008, Диалектика., 736с.

6. Excel. Трюки Холи Р., Холи Д. 2005, Питер, 288с.

7. Джон Грин Компас "Вильямс",2009.-с.234

Размещено на Allbest.ru