Третьяков_Метод_ДЗ_Матмоделирование (831919), страница 3
Текст из файла (страница 3)
3 и 4.16(27)90090090090090090091091091091091091092012345678910111213412108654121086541,01,21,11,01,21,11,01,21,11,01,21,11,015151515151515151515151515900…940910…950920…960900…930910…940920…950900…940910…950920…960900…930910…940920…950900…940ПроУглеНомер Темпе- должи- родИнтервал Марвари- ратура тельныйанта цемен- ность потен- температур, катации, цемен°Cсталициал,°Cтации,%чЗадание 1920920920940940940940940960960960960960Температурацементации,°C4108641086410861,01,01,11,21,31,31,21,11,01,01,11,240404030Х30Х30Х30Х30Х30Х30Х30Х30Х201010505040403030202010ДиаПрометрдолжи- Углевалатель- родныйМарка илиность потенстали реброцемен- циал,квадтации,%рата,чмм41,330Х10Задание 2850850850860860860860860860860860860860Температуразакалки, °CВодаМаслоВодаМаслоВодаМаслоВодаМаслоВодаМаслоВодаМаслоВодаОхлаждающаясредаЗадания 3 и 425252525252525252525252525Температура охлаждающейсреды, °CТаблица 1920920920920920930930930930930930940141516171819202122232425Номер Темпевари- ратураанта цементации,°C41210865412108651,01,21,11,01,21,11,01,21,11,01,21,1151515151515152020202020910…950920…960900…930910…940920…950900…940910…950920…960900…930910…940920…950900…940Задание 1Про- Угледолжи- родИнтервал Мартельныйтемператур, каность потенц°Cсталицемен- иал, %тации, ч960960960960960900900900900900920920410864108641086Задание 2ПроТемпедолжиратурательцементностьации,цемен°Cтации, ч1,31,31,21,11,01,01,11,21,31,31,21,135ХМ35ХМ35ХМ35ХМ35ХМ40404040404040УглеродныйМаркапотенсталициал,%302020101050504040303020Диаметрвала илиреброквадрата,мм860860860860860850850850850850850850ВодаМаслоВодаМаслоВодаМаслоВодаМаслоВодаМаслоВодаМасло252525252525252525252525ТемТемперапера- Охлажда- тура охтурающаялаждаюзакал- средащей среки, °Cды, °CЗадания 3 и 4Продолжение табл.
1940940940940940950950950950950950960262728293031323334353637Номер Темпевари- ратураанта цементации,°C41210865412108651,01,21,11,01,21,11,01,21,11,01,21,1202020202020202020202020910…950920…960900…930910…940920…950900…940910…950920…960900…930910…940920…950900…940Задание 1ПроУгледолжиродИнтервал Мартельныйностьтемператур, капотенц°Cсталицемениал, %тации,ч900900920920920920920940940940940940410864108641086Задание 2ПроТемпе- должиратура тельцемен- ностьтации, цемен°Cтации,ч1,01,01,11,21,31,31,21,11,01,01,11,25555555555555535ХМ35ХМ35ХМ35ХМ35ХМ403030202010105050404030900900900900900900900860860860860860ВодаМаслоВодаМаслоВодаМаслоВодаМаслоВодаМаслоВодаМасло252525252525252525252525Диаметр ТемТемпераУглеродныйвала или пера- Охлажда- тура охМаркапотенребротурающаялаждаюсталициал,квадрата, закал- средащей сремм%ки, °Cды, °CЗадания 3 и 4Продолжение табл.
196096096091092093094095091092093094095038394041424344454647484950Номер Темпевари- ратураанта цементации,°C121086446810128651,01,01,01,01,01,21,21,21,21,21,01,21,120202010101010101010101010910…950920…960900…930910…950920…960910…950920…960910…950920…960910…950920…960910…950920…960Задание 1ПроУгледолжиродтельИнтервал Марныйтемператур, каностьпотенц°Cсталицемениал, %тации,ч9209109009609509409309209109009009009006410864108641086Задание 2ПроТемпе- должиратура тельцемен- ностьтации, цемент°Cации, ч1,11,01,31,21,11,01,31,21,11,01,31,21,145Г245Г245Г245Г245Г245Г245Г245Г245Г245Г255555550403020105040302010505040860860860860860860860860860860900900900МаслоВодаМаслоВодаМаслоВодаМаслоВодаМаслоВодаМаслоВодаМасло25252525252525252525252525Задания 3 и 4ДиаметрТемпераУглеТемперодныйвалаОхлажда- тура охМаркаратурапотенющаялаждаюилистализакалки,средациал,реброщей сре°C%квадрады, °Cта, ммОкончание табл.
1абРис. 3. Пример выполнения расчетов по заданию 1:а – расчет распределения углерода по толщине слоя; б – расчет кинетики ростаслояРис. 4. Пример выполнения расчетов по заданию 221При вводе числовых данных в качестве десятичного разделителя используется запятая, например 1,2. При вводе больших либомалых чисел, например числа 9,37⋅10–12, следует использовать экспоненциальное представление, вводя это число в программе Microsoft ExcelTM как 9,37E–12, где буква E должна быть введена изанглийской раскладки клавиатуры.Ввод данных (чисел, текста, формул и пр.) в каждую ячейкутаблицы должен завершаться нажатием кнопки ENTER.Для расчетов в программе Microsoft ExcelTM необходимо использовать формулы, обязательно начинающиеся со знака«равно». Например, для вычисления коэффициента диффузии поформуле (27) в программе используется следующая формула:=(0,07+0,06*0)*0,0001*EXP(–133760/8,314/(A2+273))а для расчета шага по времени в задании 2 (см.
рис. 4):=0,5*A8^2/A6Константы (например, энергию активации диффузии, равную133760 Дж/моль, универсальную газовую постоянную, равную8,314 Дж/(К⋅моль)) вводят в формулы как числа. Исходные данныек заданию следует вводить как ссылку на ячейку, в которой находится данное число, например: температура цементации – ячейкаA2, шаг по координате – ячейка A8, коэффициент диффузии –ячейка A6. Такие ссылки в Microsoft ExcelTM считаются относительными ссылками.Для вычислений некоторых значений в заданиях используются формулы, содержащие математические или иные функции(экспонента – EXP, функция ошибок erf – ФОШ, возведение встепень – ^, вычисление квадратного корня – КОРЕНЬ и т.
д.).Для вставки функции в формулу можно использовать командуMicrosoft ExcelTM {Вставка|Функция…}, имеющую подсказки,либо ввести название функции с клавиатуры (прописными либострочными буквами).При вычислениях в таблицах Microsoft ExcelTM необходимовводить большое количество однотипных формул. Для упрощениярасчетов следует вводить формулу в первую ячейку таблицы, азатем копировать ее в остальные ячейки, используя маркер автозаполнения (рис. 5): растянуть выделение ячейки с формулой мышью, при этом курсор мыши должен иметь вид черного крестика.22Рис.
5. Копирование формулыПри копировании формул автоматически изменяются ссылки наячейки. Если в примере на рис. 3, а в ячейке B8 была бы формула=A4*(1–ФОШ(A8/2/КОРЕНЬ(A5*A3)))то при копировании в ячейку B9 она изменилась бы следующимобразом:=A5*(1–ФОШ(A9/2/КОРЕНЬ(A6*A4)))Так был бы получен неверный результат, потому что ссылка наячейку A4, где находится значение углеродного потенциала, изменилась бы на ссылку на ячейку A5, в которой хранится коэффициент диффузии.Поэтому если ряд однотипных формул ссылается на одну и ту жеячейку таблицы, то для копирования такой формулы необходимо использовать абсолютные ссылки вместо относительных, добавляя котносительной ссылке на ячейку значок доллара, например, $A$4вместо A4.
Тогда формула в ячейке B8 будет выглядеть как=$A$4*(1–ФОШ(A8/2/КОРЕНЬ($A$5*$A$3)))При копировании в ячейку B9 она примет вид=$A$4*(1–ФОШ(A9/2/КОРЕНЬ($A$5*$A$3)))Ссылка на ячейку A8 должна быть относительной, так какследующая формула использует другую координату по оси x, аименно A9 и т.
д.Расчет в задании 2 с помощью метода конечных разностейпредставляет собой циклически повторяющуюся процедуру, по23этому для автоматизации вычислений целесообразно создание такназываемого макроса – последовательности команд, по существунебольшой программы.На этапе ввода исходных данных в один столбец вводят координаты узлов пространственной сетки, например, на рабочем листе «лист1» в столбец A, начиная с ячейки 12 (см.
рис. 4). В соседний столбец B вводят начальные условия – исходное распределение концентрации, т. е. всем ячейкам присваивают значение c0 согласно (13). В следующий столбец записывают формулы для расчета концентрации на следующем шаге в соответствии с формулой(12). В ячейку, в которой хранится текущее время, должен бытьзаписан ноль (ячейка A9 на рис. 4).Далее результат расчета концентрации из столбца C должен бытьпереписан в столбец B, становясь исходным для следующего шага, азначение текущего времени в ячейке A9 должно увеличиться на ∆τ(значение ячейки A7). Так надо продолжать до тех пор, пока значениетекущего времени расчета в ячейке A9 не превысит значение продолжительности насыщения в ячейке A3.
Для выполнения этих действийможно составить следующий макрос:Sub Макрос1()With Worksheets("лист1")While .Range("A9").Value <= .Range("A3").Value.Range("B13:B311").Value = .Range("C13:C311").Value.Range("A9").Value = .Range("A9").Value + .Range("A7").ValueWendEnd WithEnd SubЧтобы ввести текст макроса в Microsoft Excel, необходимо выбратькоманду {Сервис|Редактор Visual Basic}. По окончании ввода текстамакроса в редакторе выбирают команду {Файл|Закрыть и вернуться вMicrosoft Excel}. Для запуска макроса в Microsoft Excel при выполнении расчета используют команду {Сервис|Макрос|Макросы…}, а после выбора макроса в списке – кнопку «Выполнить».Для подготовки таблицы к новому расчету также можно составить макрос:Sub Макрос2()With Worksheets("лист1").Range("A9").Value = 0.Range("B13:B311").Value = .Range("A4").ValueEnd WithEnd Sub24Для построения диаграммы по данным в таблице необходимо выделить в таблице числовые данные и ввести команду{Вставка|Диаграмма…}.
После запуска мастера диаграмм напервом шаге надо выбрать тип диаграммы «Точечная», а вид –сглаженная линия без маркеров и нажать кнопку «Далее». Затемнадо следовать подсказкам на экране, переходя к следующимшагам с помощью кнопки «Далее», а по окончании 4-го шага –нажать кнопку «Готово».Выполнение расчетов по заданию 3Теплотехнические характеристики стали и охлаждающей средызависят от температуры. При выполнении расчетов для упрощениярешения задачи считать постоянными коэффициент теплопроводности λ, удельную теплоемкость c, плотность ρ и коэффициент теплоотдачи α.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
