Моделирование физических процессов в инженерной

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

Высшего профессионального образования

«КАЗАНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»

(ФГБОУ ВПО «КГЭУ»)

Институт теплоэнергетики (ИТЭ)

Кафедра «КУПГ»

Кафедра ИиИУС

Отчет по лабораторной работе №4

Компьютерные технологии в науке и производстве

Моделирование физических процессов в инженерной

среде LabView»

Выполнил: Магистрант

гр. КУПм-1-14

Люлькин К.В.

Проверил: доцент

Каф. ИиИУС

Шаров В.В.

2015г.

Цель работы:

Изучение возможностей среды для математического моделирования физических явлений и процессов, создание подпрограмм обработки данных.

Задание 1. Разработать программу моделирования политропного процесса сжатия воздуха в цилиндре V=1л с начальным давлением P0=100 кПа, и температурой T0=300K при степени сжатия λ =V0/VK=5/ Результаты вычислений отобразить в виде индикаторов традиционных приборов, служащих для измерения параметров состояния V, P, T графиков их изменения по времени, и P- V диаграммы исследованного процесса.

Ход работы:

Запустил программу LABVIEW, отобразил одновременно на экране два окна программы (серую - лицевую и белую - блок - диаграмму).

Далее создал на лицевой панели 4 цифровых элемента управления для исходных данных задачи: V0, P0, T0, n.

Для отображения полученных данных V, P, T создаем на лицевой панели 3 прибора: мерную емкость, манометр и индикатор температуры. Изменяем их название, и верхние пределы шкал – для объема – 1л, давление 2000 кПа; температуры – 1000 К, как показано на рисунке 1.

Рис. 1. Отображение цифровых элементов управления на панели.

Для наблюдения за ходом процесса создаем на лицевой панели трех лучевой запоминающий осциллограф и XY самописец для построения PV диаграммы процесса. Изменяем легенды шкал. Рис.2

Далее в средней части блок диаграммы строим графический код программы. В палитре всех функций вызываем элемент в виде квадрата с утолщенными сторонами, в нем выбираем цикл по умолчанию While, перетаскиваем его на блок диаграмму, растягивая на экране. Возвращаемся к структурам, выбираем формульный узел, и переносим его внутрь цикла рис.3

Вводим в блок формулу как показано на рисунке.

Рис.3 Построение графического кода программы

Рис.4 Блок-схема программы расчета параметров сжимаемого газа.

Вывод:

1. Разработана программа моделирования, политропного процесса сжатия воздуха в цилиндре, объем, начальное давление и температура которые могут быть заданы произвольным образом.

2. Так же установлено, что в изотермическом процессе степень повышения давления равна степени сжатия воздуха. При адиабатическом сжатии давление воздуха в несколько раз превышает изотермическое, и при степени сжатия 5, увеличивается в более 10 раз.При этом температура достигает 560⁰К.

3. Были построены P-V диаграммы исследуемых процессов. Видно что площадь под кривой сжатия на P-V диаграмме численно равна механической работе.

Литература:

Джефри Тревис. LabVIEW - М.: Дадэко, 2006.- 640с.