Расчет термогазодинамических процессов в системе

Задание:

Рассчитать термогазодинамические процессы в следующей системе. Начальная высота полости 1 h₁₀=0,4 м; высоты других полостей h₂=0,15 м и h₃=0,1 м. Диаметр всех полостей D=0,2 м. Диаметры отверстий: d₁₂=0,005 м, d₂₃=0,01 м, d_3в=0,005 м. Начальные температуры воздуха во всех объемах 293 К, начальные давления p₀=10⁵ Па, полости заполнены воздухом. Движение поршня подчиняется закону , где t=0,2 с, =0,35 м. Расчет заканчивается при t=2t. Теплоотдачей пренебречь.

Записываем уравнения для каждого из объемов:

Текст программы:

program gas_sistem;

const

    h10=0.4;

    h2=0.15;

    h3=0.1;

    D=0.2;

    pi=3.14;

    V10=(pi*D*D*h10)/4;

    V20=(pi*D*D*h2)/4;

    V30=(pi*D*D*h3)/4;

    d12=0.005;

    F12=pi*d12*d12/4;

    Fp=pi*D*D/4;

    d23=0.01;

    F23=pi*d23*d23/4;

    d3vix=0.005;

    F3vix=pi*d3vix*d3vix/4;

    T0=293;

    p02=1.0e5;

    p03=1.0e5;

    p0=1.0e5;

    mu12=0.9;

    tauk=0.4;

    g=9.8;

    Rg=287;

    kg=1.4;

    cvg=Rg/(kg-1);

    cpg=kg*cvg;

    ro0=p0/(Rg*T0);

    dtwr=2.0e-4;

    var

    dt:real;  

m1,E1,V1,p1,ro1,T1,G12,Tt12,V2,m2,E2,p2,ro2,T2,G23,Tt23,m3,E3, V3,p3,ro3,T3,G30,Tt30,xp0, tau1,t,xp,vp,tau:real;

    f:text;

    it,nwr:integer;

       procedure istechenie(p1,p2,ro1,ro2,F12:real; var G,Tt:real);

var T1,rot12,pkr1,p12,u12,ro12:real;

begin

   if p1>p2 then

   begin

      T1:=p1/(ro1*Rg);

      pkr1:=power(2/(kg+1),kg/(kg-1))*p1;

      Tt:=T1;

      rot12:=p1/(Rg*Tt);

      if p2<pkr1 then p12:=pkr1 else p12:=p2;

      u12:=sqrt(2*kg/(kg-1)*p1/rot12*(1-power(p12/p1,(kg-1)/kg)));

      ro12:=rot12*power(p12/p1,1/kg);

      G:=ro12*u12*F12*mu12

   end

   else if p1<p2 then

   begin

      istechenie(p2,p1,ro2,ro1,F12,G,Tt);

                G:=-G;

                    end

else

   begin

      G:=0; Tt:=T0

   end

end;

begin

 writeln;

p1:=p0; V1:=V10;  T1:=T0;

 ro1:=p1/(Rg*T1); m1:=ro1*V1; E1:=m1*cvg*T1;

 p2:=p02; V2:=V20; T2:=T0;

 ro2:=p2/(Rg*T2); m2:=ro2*V2; E2:=m2*cvg*T2;

 p3:=p03; V3:=V30; T3:=T0;

 ro3:=p3/(Rg*T3); m3:=ro3*V3; E3:=m3*cvg*T3;

 xp0:=0.175; tau:=0.2; it:=0; tau1:=0;

 dt:=1.0e-5;

 nwr:=round(dtwr/dt);

 assign(f,'REZULT1.txt'); rewrite(f);

repeat

  T1:=E1/(m1*cvg); ro1:=m1/V1; p1:=ro1*Rg*T1;

  T2:=E2/(m2*cvg); ro2:=m2/V2; p2:=ro2*Rg*T2;

  T3:=E3/(m3*cvg); ro3:=m3/V3; p3:=ro3*Rg*T3;

  istechenie(p1,p2,ro1,ro2,F12,G12,Tt12);

  istechenie(p2,p3,ro2,ro3,F23,G23,Tt23);

  istechenie(p3,p0,ro3,ro0,F3vix,G30,Tt30);

  if (t <=tauk) then

  xp:=xp0*(1-cos(2*pi*(t/0.2)))

  else if t>tauk then

  xp:=0;

if t <=tauk then

vp:=10*xp0*pi*sin(10*pi*t)

else if t>tauk then

vp:=0;

    begin

       if (it mod (20*nwr))=0 then

       writeln(f,'t,c    xр,м   G12,кг/c  p1,ата T1,K p2,ата', ' T2,K G23,кг/с', ' T3,K  p3,ата G30,кг/с', 'vp,м/c  V1,м3');

       writeln(f,t:6:3,' ',xp:6:4,' ',G12:7:4,' ',p1/1.0e5:6:4,' ',round(T1):4,' ',p2/1.0e5:6:4,' ',

       round(T2):4,' ',G23:8:4,' ',round(T3):4,' ',p3/1.0e5:6:4,' ',G30:8:4,' ',vp:6:4,' ',V1:6:4)

    end;

     m1:=m1-G12*dt;

     E1:=E1-G12*cpg*T1*dt+p1*vp*Fp*dt; }

     V1:=V1-vp*Fp*dt;

     m2:=m2+G12*dt-G23*dt;

     E2:=E2+G12*cpg*Tt12*dt-G23*cpg*T2*dt;

     V2:=V20;

     m3:=m3+G23*dt-G30*dt;

     E3:=E3+G23*cpg*Tt23*dt-G30*cpg*T3*dt;

     V3:=V30;

     it:=it+1;

     t:=it*dt;

until (t=tauk);

    writeln ('конец расчёта');

close(f);

end.

Графическое отображение результатов:

Перемещение поршня в зависимости от времени.

Скорость поршня в зависимости от времени.

Изменение объема 1 в зависимости от времени.

Изменение давлений в зависимости от времени.

Изменение температур в зависимости от времени.

Изменение массовых расходов в зависимости от времени.

Балтийский Государственный Технический Университет

«Военмех» им. Д.Ф.Устинова

факультет авиа- и ракетостроения

 

Кафедра А4

 

Домашняя работа.

«Расчет термогазодинамических процессов в системе.»

                 Выполнила:Пяткова А.Ю.

Группа А-472

Проверил:Синильщиков В. Б.

Санкт-Петербург

2011