Вариантный расчет парового водоподогревателя с учетом факторов, влияющих на размеры площади поверхности теплообмена

программе Excel используется два вида данных – константы и формулы. Константы включают в себя текст, число, дата и время и при вводе отображаются в ячейках таблицы. Формулы задают алгоритм вычислений, результаты которых отображаются в ячейках; сама формула, по которой происходит вычисление, отображается в строке формул.

Для расчета указатель мыши следует подвести в ячейку G2; щелкнуть левой кнопкой мыши; ввести знак равенства (данное действие означает, что начинается ввод формулы); ввести расчетную формулу.

Исходные данные для расчета могут быть введены различными способами. В рассматриваемом случае значение  ΔW₂ может быть рассчитано как путем ввода численных значений W₂₁ и W₂₅, так и используя ссылки на ячейки, в которые введены соответствующие значения исходных величин. Тогда в последнем случае в строке формул отображается следующее выражение:

=(D10-D9)/4                                                                          (1.20)

После нажатия кнопки <Enter> в ячейке G2 появится значение ΔW₂.

Тогда

W₂₂ = W₂₁ + ΔW₂, W₂₃ = W₂₂ + ΔW₂ и т. д.              (1.21)

При выполнении расчетов по формуле в ячейку D13 вводится значение  W₂₁, а в ячейку G15 вводится расчетная формула

=F15 + G2.                                         (1.22)

Для того, чтобы при расчете значений искомых величин, располагающихся в смежных строках или столбцах, не вводить снова одинаковые расчетные формулы, в Excel существует средство «автозаполнение», позволяющее скопировать содержимое ячейки в другие смежные ячейки. При этом форматирование данных исходной ячейки сохраняется в новых ячейках.

При копировании формул важно указывать разницу между относительными и абсолютными адресами ячеек.

Относительные адреса ячеек проявляются при копировании формулы и автоматическом преобразовании ссылок. При копировании (1.22) в ячейку Е15 она примет вид

=G15 + H2.                                          (1.23)

        Но ячейка H4 пустая, поэтому значение скорости W₂₄ и W₂₃, будут одинаковыми. Чтобы при копировании формулы постоянно следовало обращение к ячейке G2 необходимо использовать ее абсолютный адрес. Для этого следует при вводе имени ячейки перед именем столбца и номером строки добавить знак «$», т. е. $G$2. Это можно выполнить автоматически, нажав после ввода в формулу адреса ячейки клавишу <F4>. Тогда (1.22) примет вид

= F15 + $G$2                                        (1.24)

и при копировании в ячейки соседних столбцов ссылка на ячейку G2 будет постоянной, а первое слагаемое будет меняться:

=F15 + $G$2; =G15 + $G$2; =H15 + $G$2 и т. д.         (1.25)

С учетом приведенных рекомендаций в ячейку F16 вводится формула для определения числа труб одного хода (1.13) и копируется в ячейки соседних столбцов строки 16. Формат ячейки должен предусматривать наличие трех десятичных знаков, т. к. в общем случае в результате расчетов получается дробное число.

        Поскольку число труб не может быть дробным, полученные значения округляются до целого. Это может быть выполнено вручную либо с использованием функции округления программы Excel:

=ОКРУГЛ(F16,0).

Результаты заносятся в соответствующие ячейки строки 17.

По (1.18) уточняются значения скорости движения воды. Расчетная формула вводится в ячейку F18 и копируется в соседние ячейки строки 18.

Для расчета длины труб одноходового водоподогревателя по (1.13) необходимо определить значения плотности и теплоемкости воды при температуре t₂ по (1.4). Расчет среднего значения температуры воды t₂ выполняется в ячейке G4, после чего в ячейках G6 и G8 по (1.5) и (1.6) рассчитываются соответственно плотность и теплоемкость воды при температуре t₂.

        В ячейке F19 по (1.13) выполняется расчет длины труб одноходового водоподогревателя. Формула копируется в ячейки G19:J19.

Далее в диапазоне ячеек F19:J24 выполняется расчет длин труб одного хода при различных скоростях движения воды и различных числах ходов. С этой целью в ячейку F20 вводится формула L = L₀/Z, т. е.

=$F$19/C20, которая копируется в ячейки F21:F24. Аналогично выполняются расчеты в остальных столбцах диапазона.

В ячейках строки 25 F25:J25 по (1.12) рассчитываются значения площади поверхности теплообмена. Очевидно, что по мере увеличения скорости растет интенсивность теплообмена (увеличивается коэффициент теплопередачи – см. (1.7). Таким образом, для передачи заданного количества теплоты требуется меньшая поверхность теплопередающей поверхности – см. (1.2).

        В диапазоне ячеек F26:J30 выполняется расчет диаметров корпуса водоподогревателя при различных скоростях движения воды и различных числах ходов с учетом изменения коэффициента заполнения трубной доски. Предварительно в ячейки E26:E30 вводятся значения коэффициента заполнения трубной доски.

В ячейку F26 вводится (1.15), выполняется расчет и формула копируется в ячейки F27:F30. Аналогично выполняются расчеты в остальных столбцах диапазона.

          По итогам расчетов таблица принимает следующий вид:

          Полученные результаты необходимо представить в графическом виде. Графики строятся в соответствии с требованиями. Изложенными выше.

Для построения графиков удобно использовать мастер диаграмм.

и выполнять операции в последовательности, предлагаемой программой