49917 (Проектування офісу по ремонту ЕОМ), страница 3

К6 - Коробка 6

К7 - Коробка 7

К8 - Коробка 8

1.6.3 Розрахунок кабельної продукції для електропостачання

Для того щоб розрахувати кабельну продукцію, необхідно скористатися наступними формулами:

1. Визначення струму в кабелі

I (A) = P (Вт) / U (B)

2. Перший закон Кірхгофа

I = I1 + I2 + I3…In

3. Площа поперечного переріза кабелю

S = I / δ

Матеріал – мідь.

Рисунок 1.14 – Елементи електроустаткування

1.6.4 Розрахунок струму в окремих частинах схеми електропостачання

Для того щоб розрахувати струм в окремих частинах схеми електропостачання, необхідно скористатися наступними формулами:

1. Визначення струму в кабелі

I (A) = P (Вт) / U (B)

2. Перший закон Кірхгофа

I = I1 + I2 + I3…In

Рисунок 1.15 – Розрахунок кабельної продукції

1.6.5 Розрахунок споживаної електроенергії в середньому за день й за місяць. Оплата електроенергії

Для того щоб розрахувати споживання електричної енергії (СЕЕ) за добу і за місяць, треба використати наступні формули:

СЕЕ за добу = середня добова потужність *24

СЕЕ за місяць = СЕЕ за добу*26

Для того щоб розрахувати добові витрати (ДВ), треба використати наступні формули:

ДВ = СЕЕ за добу * на коефіцієнт оплати за кіловат(0,244)

Для того щоб розрахувати місячні витрати (МВ), треба використати наступні формули:

МВ = СЕЕ за місяць * на коефіцієнт оплати за кіловат(0,244)

Добові і місячні витрати вимірюються в гривнях.

Рисунок 1.16 – Витрата електроенергії

Споживання електроенергії за добу: W = P_общ/1000 = 13,34 кВт*ч

Добові витрати = W*0,244 = 3,25 грн., де 0,244 – плата за 1 кВт*ч

Витрати за місяць = добові витрати *22=97,65 грн., де 22 – це кількість робочих днів за місяць.

На графіку видно, що максимальне споживання електроенергії о 9 та о 15 годині за рахунок роботи телевізора. В інший період максимальне споживання о 12 та о 13 годині за рахунок роботи осцилографа.

Рисунок 1.17 – Розміщення електротехнічної арматури

1.7 Висновки щодо проекту офісу

У процесі проектування будівлі, було створено офіс, а також його інтер'єр. Діяльність офісу спрямована на ремонт ЕОМ. Розмір офісу становить 25 кв/м і займає одноповерхова будівля. Офіс складається з двох кімнат, а також коридору і туалету.

Комп’ютерне устаткування, яке складається з 2 сканерів, 2 принтерів, 3 комп’ютерів, осцилографа та музикального центра , вийшло на загальну суму – 21221 гривень.

Для побудови офісу розрахували енергоспоживання та розробили схему електропроводки. Для прокладки електропроводки потрібно 60,09 м кабелю. Добове споживання електроенергії складає 13,3 кВт*година, та місячні витрати за споживання електроенергії буде складати – 97,65 гривень.

У звіті проекту також включений:

1. План офісу.

2. Альтернативний план офісу.

3. Скріншоти 3D-проектів офісів.

4. комп’ютерне устаткування.

5. Схема електропроводки.

6. Розрахунки енергоспоживання й навантаження на силові елемент

2. МАТЕМАТИЧНЕ МОДЕЛЮВАННЯ

2.1 Завдання 1.1

Варіант 1

Модель об'єкта представлена системою лінійних рівнянь:

Визначити невідомі змінні(Х_і)

1 .використовуючи функцію Find;

2. матричним способом і використовуючи функцію lsolve. Зрівняти результати.

Система лінійних рівнянь

Рішення засобами MS Excel

Для рішення рівнянь необхідно таблицю з вихідними даними та розрахувати по формулам.

Рисунок 2.1 – Система рівнянь в MS Excel

Правильність рішення системи рівняння можна простежити, якщо включити режим відображення формул.

Рисунок 2.2 - Дані в режимі відображення формул

Для вирішення системи рівнянь, необхідно скористатися Сервіс – Пошук рішення та заповнити діалогове вікно

У діалоговому вікні треба встановити:

• Цільову комірку

• Визначити критерій пошуку – максимальне значення, мінімальне значення, по значенню

• Встановити змінні комірки

• Вказати обмеження

• Натиснути клавішу «Виконати»

Рисунок 2.3 - Вікно пошуку рішень

При натисканні клавіші "Виконати" на екрані з'являється вікно «Результати пошуку рішення»

Рисунок 2.4 - Результат рішення

Тепер необхідно перевірити результати вирішення:

Рисунок 2.5 – Проверка системы уравнения

Результат: х1=1 х2=1; хЗ=1; х4=1

Рішення рівнянь за допомогою MathCAD

Рішення даної системи рівняння можна знайти за допомогою розв'язуваного блоку Given…Find.

Необхідно задатися початковими значеннями.

Функція Fіnd шукає точне рішення системи рівнянь, записаної після слова Gіven

Рисунок 2.6. Рішення рівнянь в MathCAD

Результат: x1=1, x2=1, x3=1, x4=1

Альтернативою способу з використанням розв'язуваного блоку Given...Find для рішення систем лінійних алгебраїчних рівнянь є застосування вбудованої функції lsolve. Для цього система рівнянь повинна бути записана в матричній формі Аx = b, також функція lsolve не потребує привласненню початкових значень вектору x.

Рисунок 2.7. Рішення рівнянь в MathCAD

Результат: x1 = ; x2 = ; x3 = ; x4 = ;

Рисунок 2.8. Перевірка рішення рівняння в MathCAD

Дане рівняння вирішили різними методами й засобами в результаті одержали однакові відповіді, але методи рішення відрізняються. Тому що за допомогою програми Math CAD неможливо зрозуміти процес рішення завдання. Але це дозволяє зробити MS Excel.

2.2 Завдання 1.2

Варіант 30

Перетворити модель, задану у виді системи нелінійних рівнянь до виду f 1(x) = y і f 2 (y)= x. Побудувати їхні графіки і визначити початкове наближення рішення. Вирішити систему нелінійних рівнянь.

Необхідно знайти інтервали значень функції для x та y таким образом:

Інтервал значень y:

-cos(x+2)+y=1.8

cos(x+2) = y-1.8

-1≤y-1.8≤1

0.8≤y≥2.8

Інтервал значень x:

cos(y-2)+x=0.3

cos(y-2)=0.3-x

-1≤0.3-x≤1

-1.3≤-x≤0.7

-0.7≤x≤1.3

Рішення засобами Excel.

Дану систему рівнянь можливо вирішити використовуючи команду «Пошук рішення».

Заносимо початкові данні у програму Excel (рис.2.9):

Рисунок 2.9 – Таблиця початкових даних

Для перевірки правильності введення формул необхідно включити режим відображення формул (рис.2.10):

Рисунок 2.10 - Дані в режимі відображення формул

Вікно «Пошук рішення» необхідно заповнити наступним чином (рис.2.11):

Рисунок 2.11 – Вікно пошуку рішень

Після виконання команди «Пошук рішення» ми побачимо результат обчислень (рис.2.12):

Рисунок 2.12 – Вікно з рішеннями

Виходячи із отриманих даних необхідно побудувати графік функції (рис.2.13):

Рисунок 2.13 – Графік функції системи нелінійних рівнянь

Результат:

x= -0.698, y= 2.065

Рішення засобами MathCAD

Рішення даної системи рівняння можна знайти за допомогою розв'язуваного блоку Given...Find.

Задамо початкові значення:

З використанням функції Find знаходимо точне рішення системи рівнянь.

Рисунок 2.14 – Рішення системи нелінійних рівнянь

Результат: x= -0.698; y= 2.065

Перевірка:

Щоб перевірити отримані значення підставляємо їх в дану систему рівнянь.

Рисунок 2.15 – Перевірка рішення системи нелінійних рівнянь

Рішення даної системи рівнянь було знайдено у декілька способів, за допомогою MS Excel та MathCAD, отриманні результати є однаковими, але методи які використовуються у цих програмах відрізняються.

2.3 Завдання

Задача А. Вирішити задачу проектування конусоподібного фільтра.

З круглої заготівлі (r = 2) фільтрованого паперу вирізають сектор з кутом θ, потім з іншого роблять фільтр у виді конуса. Необхідно розрахувати величину кута θ, при якій забезпечується максимальний обсяг конуса (рис.2.10).

R – радіус основи конуса; h – висота конуса; r – радіус заготівлі фільтрованого папера.

Рисунок 2.16 – Окружність та конус

– довжина

– формула для куска дуги

Знаходимо різницю

У конусі получили прямокутний трикутник АОВ, кут О = 90^о, h – катет у прямокутному трикутнику. Для знаходження катетів обчислимо корінь із різниці гіпотенузи r та катета R.

Цільова функція має вид:

Обмеження:

Розв’язання засобами Excel

Рисунок 2.17 – Розв’язання в Excel

Рисунок 2.18 – Пошук рішення

Необхідний кут θ дорівнює 66 градусів.

Рішення засобами MathCAD

Для рішення у MathCAD необхідно задатися початковими значеннями:

З використанням функції Maximize знаходимо оптимальний обсяг конуса.

Рисунок 2.19 – Розв’язання в MathCAD

Результат: кут θ дорівнює 66 градусів.

Дане рівняння вирішили різними методами й засобами в результаті одержали однакові відповіді, але методи рішення відрізняються. Тому що за допомогою програми MathCAD неможливо зрозуміти процес рішення задачі, що дозволяє зробити MS Excel.

Задача Б. Проектування 2 -х конусоподібних (пожежних) ребер.

З круглої заготівлі жерсті (r = 3) вирізають сектор з кутом , потім з іншого роблять цебро у виді конуса і з вирізаного сектора теж (тобто 2-а цебра) (рис.2.20).

Необхідно розрахувати величину кута , тобто як необхідно розкроїти заготівлю, щоб обсяг 2-х цебер був максимальним.

R – радіус основи конуса; h – висота конуса; r – радіус заготівлі.