CC BY
172
СИМВОЛ НАУКИ ISSN 2410-700X № 12 / 2018.
проект № 1547
Список использованной литературы:
1. Клубничкин В.Е. Исследование кинематики и динамики движителя гусеничной лесозаготовительной машины / В.Е. Клубничкин, Е.Е. Клубничкин, Л.Д. Бухтояров // Лесотехнический журнал. 2014. Т. 4. №4 (16). С. 179-190.
2. Клубничкин В.Е. Моделирование движения гусеничных машин по лесным дорогам / В.Е. Клубничкин, Е.Е. Клубничкин, В.С. Макаров, Д.В. Зезюлин, А.В. Редкозубов, В.В. Беляков // Труды НГТУ им. Р.Е. Алексеева. 2016. № 1. С. 171-176.
3. Клубничкин Е.Е. Конечно-элементное моделирование ходовой системы гусеничной лесозаготовительной машины / Е.Е. Клубничкин // Автомобильная промышленность. 2009. № 2. С. 29-30.
4. Клубничкин В.Е. Модель взаимодействия элементов опорной поверхности гусениц лесозаготовительной машины с грунтом / В.Е. Клубничкин, Е.Е. Клубничкин, В.И. Запруднов, Л.Д. Бухтояров, Д.Ю. Дручинин, С В. Малюков // Лесотехнический журнал. 2014. Т. 4. №4 (16). С. 191-200.
5. Гоберман В.А., Гоберман Л.А. Колесные и гусеничные машины. Математическое моделирование и анализ технико-эксплуатационных свойств: Учебное пособие. - М.:МГУЛ, 2002. - 322 с.: ил. 92.
6. Клубничкин Е.Е. Моделирование дорожных условий гусеничной лесозаготовительной машины. Естественные и технические науки. 2005. №6. С. 237-243.
7. Беккер М.Г. Введение в теорию систем местность-машина: Пер. с англ. / Под ред. В.В. Гуськова. - М.: Машиностроение, 1973. - 520 с.
8. Котиков В.М. Воздействие лесозаготовительных машин на лесные почвы / В.М. Котиков // Диссертация доктора технических наук. -М.: МЛТИ, 1995. - 214 с.
© Будаков А.М., 2018
УДК 004.942
Л.Р. Вотякова
канд. пед. наук, доцент НХТИ ФГБОУ ВО «КНИТУ»,
davletovalr@mail. ru А.Р. Яруллин,
студент кафедры электротехники и энергообеспечения предприятий НХТИ ФГБОУ ВО «КНИТУ» [email protected] г. Нижнекамск, РФ
РЕШЕНИЕ ОДНОЙ ИЗ ЗАДАЧ ЭЛЕКТРОТЕХНИКИ С ПОМОЩЬЮ MS EXCEL
Аннотация
Прикладная программа MS Excel позволяет автоматизировать процесс вычисления в области электротехники. Рассматривается матричный способ расчета цепи постоянного тока по уравнениям, на основании законов Кирхгофа.
Ключевые слова:
Электротехника, excel, расчет цепи постоянного тока.
На сегодняшний день во всех отраслях жизнедеятельности, как на производствах, так и в исследовательской деятельности, происходит повсеместная автоматизация процессов. Причина этого кроется на поверхности: автоматизация позволяет значительно увеличивать производительность и эффективность труда, при этом трудоёмкость и время затраченное на работу уменьшается. Связано это с
-( » )-
СИМВОЛ НАУКИ ISSN 2410-700X № 12 / 2018.
внедрением в учебные планы новых дисциплин компьютерной направленности. Ученые гуманитарных наук успешно используют для количественного оценивания специализированное ПО - пакет для статистического анализа Statistica, естествоведы осуществляют численные опыты и создают математические модели используя системы Mathematica, MATLAB, Mathcad и другие. Данные программы требуют специальной подготовки, а ПО может быть установлено на разных компьютерах. Поэтому лучше иметь программу для расчетов, которая всегда «под рукой», который можно использовать без специальной подготовки, с которым нынешнее поколение студентов работает еще со школы. Данными характеристиками обладает табличный процессор Microsoft Office Excel которым пользуются большинство студентов и школьников для проведения расчётов, сопровождающихся графическими построениями. При этом основную преимущество это автозаполнение, возможность копирования формул с фиксацией адреса ячейки, строки или столбца и встроенные графические возможности Excel. Изменение параметров в ячейках вызывает мгновенный пересчет значений и связанных с ними диаграмм, ссылающихся на данную ячейку. Перечислим основные преимущества табличного процессора Excel [1]:
- процесс приближенного решения математических задач может сопровождаться построением таблиц и графиков;
- пакет Microsoft Office, в составе которого есть Excel, распространён и доступен во многих компьютерах;
- в Excel есть множество удобных и полезных графических возможностей;
- умение работать в Excel закладывается уже со школы в курсе информатики и вычислительной техники;
- программы могут создаваться без использования макросов.
Рассмотрим эффективность, удобство, доступность и другие преимущества Microsoft Office Excel на примере решения электротехнической задачи:
Расчет цепи постоянного тока по уравнениям, описывающим цепь по законам Кирхгофа.
Общее количество уравнений, составляемых для цепи по первому и второму законам Кирхгофа, равно пв - числу ветвей в цепи.
Количество уравнений п1 , составляемых для цепи по первому закону Кирхгофа, на единицу меньше числа узлов цепи п1 = пу — 1 , где пу - количество узлов в цепи.
Количество уравнений, составляемых для цепи по второму закону Кирхгофа, равно щ = пв
пл =
пв — пу + 1. Если цепь содержит ветви с идеальными источниками тока, то общее количество уравнений уменьшается на число таких ветвей П2 = пв — пу + 1 — п1, где п1 - число ветвей с идеальными источниками тока [2].
Рассмотрим разветвлённую цепь постоянного тока (рис. 1).
Рисунок 1 - Разветвленная цепь постоянного тока
12
СИМВОЛ НАУКИ ISSN 2410-700X № 12 / 2018.
Данная цепь содержит пять узлов и девять ветвей, из них две ветви с идеальными источниками тока. Следовательно, для описания цепи необходимо составить четыре уравнения по первому закону Кирхгофа и три уравнения по второму закону Кирхгофа. Составим уравнения по первому закону Кирхгофа для 1, 2, 3 и 5 узлов и для трех контуров, указанных на рисунке. Уравнения запишутся в виде
— I
Wi + /5 + /6 = 0 -¡2 -l7 + h+h = 0 h-Js-k + h = 0 U+Js + h = 0
— I
R1I1 + R5I5 + R7I7 = Ei R2I2 + R3I3 + R4I4 - R7I7 = 0 .RiIi + R2l2 + R6h = Ei + E6
Задаем численные значения параметров цепи:
А В С D E F G H
1
2
3 Rl= 310 El= 400 Jl= 5
4 R2= 150 E2= 500 J3= 2
5 R3= 540
б R4= 420
7 R5= 33C
S R6= 240
9 R7= 450
in
Рисунок 2 - Скрин программы Следует учитывать то что, при заполнении таблицы следует использовать «АВТОЗАПОЛНЕНИЕ», которое многократно упрощает ввод данных.
Записываем уравнения, описывающие цепь в матричном виде Ах=В, где А - квадратная матрица 7 на 7, В - Матрица столбец правых частей, х - матрица столбец искомых токов.
Рисунок 3 - Скрин программы
В численном виде матрица будет иметь вид:
А ß С D E F e H 1 J К L M N О P Q R S T
1
2
3 Rl= 310 El= 400 JI= 6 -1 0 0 0 1 1 0 6
4 R2= 150 E6= 500 J3= 2 1 -1 0 0 0 0 -1 6
5 R3= 540 0 1 -1 0 0 -1 0 2
6 R4= 420 A= 0 0 1 1 0 0 0 B= 2
7 R5= 880 310 0 0 0 880 0 450 400
8 R6= 240 0 150 540 420 0 0 -450 0
9 R7= 450 310 150 0 0 0 240 0 900
10
Рисунок 4 - Скрин программы
1 13 >
СИМВОЛ НАУКИ ISSN 2410-700X № 12 / 2018.
Находим неизвестные токи, умножая обратную матрицу А на матрицу В
х = А-1 •В
Е к Н I ■ 1 МУМНОЖмассив!; массив21 1 . »* 1 л г. 1 п ПЛЖЯВЯИ Возвращает матричное произведение двух массивов; результат имеет ело столбцов, что и второй м
1
2
3 Jl= 6 -1 0 0 0 1 1 0 =нз
4 J3= 2 1 -1 0 0 0 0 -1 =-НЗ
Б 6 7 8 0 1 -1 0 0 -1 0 =Н4
д. 0 0 1 1 0 0 0 в- =-Н4
=вз 0 0 0 =В7 0 =В9 =ЕЗ
0 =В4 =В5 =В6 0 0 =-В9 0
9 LO =вз =В4 0 0 0 =В8 0 =ЕЗ+Е4
11 =МУМН0Ж(М0БР(КЗ:09);ТЗ:Т9) Щ
12 13 =МУМН0Ж(М0БР(КЗ:09);ТЗ:Т9) =12
=МУМН0Ж(М0БР(КЗ:09);ТЗ:Т9) =13
14 15 16 17 1 н *= =МУМНОЖ(МОБР(КЗ:09);ТЗ:Т9) =14
=МУМН0Ж(М0БР(КЗ:09);ТЗ:Т9) =15
=МУМН0Ж(М0БР(КЗ:09);ТЗ:Т9) =16
=МУМН0Ж(М0БР(КЗ:09);ТЗ:Т9) =17
Рисунок 5 - Скрин программы
При этом, на примере функции «МУМНОЖ» видим, что при вводе функции даётся предназначение данной функции, что позволяет не допускать ошибок при вводе функций. Представим в численном виде:
й Н I J | К | L М N О Р а R S т
1
2
в J1- 6 -1 0 0 0 1 1 0 6
4 J3= 2 1 -1 0 0 0 0 -1 -6
Б 6 7 0 1 -1 0 0 -1 0 2
А- 0 0 1 -1 0 0 0 В= -2
310 0 0 0 880 0 450 400
8 0 150 540 420 0 0 -450 0
9 310 150 0 0 0 240 0 900
10
11 1,7 =11
12 4,03 =12
1В -1,4 =13
14 Х= 0,63 =14
15 0,91 =15
16 3,41 =16
17 0,28 =17
18
Рисунок 6 - Скрин программы
Вышеизложенный способ решения задачи на расчет цепи постоянного тока является лишь примером, который можно использовать при решении других электротехнических и конструкторских задач. Данный подход, с учетом его простоты выполнения, имеет ряд преимуществ перед традиционным способом решения задач автоматизации - программированием.
1. Для вышеупомянутого метода не требуется глубоких знаний в программировании и в целом прост. Использование формул и простейших функций MS Exel намного легче, чем основы наиболее простых языков программирования.
2. В настоящее время ОС MS Windows и приложения MS Office редактор электронных таблиц MS Excel есть на многих компьютерах, которые используются в создании подобных шаблонов, в то время для создания ПО нужна соответствующая среда разработки.
3. Данный шаблон использует мало пространства, как на экране рабочего компьютера, так и в его памяти («11 кб). Для сравнения наиболее простые программы с соответствующим интерфейсом с специальными полями ввода и вывода (которые чаще всего необходимы, как в данном случае), включает в себя несколько файлов, которые имеют больший объём памяти («2 Мб).
4. Функционирование ПО часто бывает затруднено на различных ПК, в связи с тем, что оно может использовать множества файловых библиотек или ресурсов среды разработки, которые чаще всего
{ " >
СИМВОЛ НАУКИ ISSN 2410-700X № 12 / 2018.
отсутствуют как на обычных ПК так и на специализированных компьютерах. Список использованной литературы:
1. Ляшко М.А. О возможности реализации полного курса численных методов в Excel / М.А. Ляшко // Научно-практический журнал «Гуманизация образования». - № 5. - 2014. - С. 21-23.
2. Батура М.П. Теория электрических цепей / М.П. Батура, А.П. Кузнецов, А.П. Курулев. - Минск, 2004. -608 с.
© Вотякова Л.Р., Яруллин А.Р., 2018
УДК 621.928.9
Кривенцов С. М., к.т.н., доцент, МИРЭА - Российский технологический университет,
г. Москва, РФ
е - mail: [email protected]
Шумилин В. К., к.т.н., доцент, МИРЭА - Российский технологический университет,
г. Москва, РФ E - mail: [email protected]
ПРИМЕНЕНИЕ ПЕННЫХ ПЫЛЕУЛОВИТЕЛЕЙ ДЛЯ ОЧИСТКИ ВЫБРОСОВ ПРОМЫШЛЕННЫХ ПРЕДПРИЯТИЙ
Аннотация
Рассмотрен принцип работы пенного пылеуловителя, как оборудования очистки воздушных выбросов промышленных предприятий. Рассмотрены параметры процесса пылеулавливания.
Ключевые слова
Пенный пылеуловитель, система очистки, эффективность и производительность процесса
пылеулавливания.
Пенные пылеуловители относятся к аппаратам влажной (мокрой) очистки воздушных выбросов промышленных предприятий. Метод улавливания пыли влажным способом является весьма эффективным. Осаждение частиц пыли на жидкости происходит под действием сил инерции и броуновского движения [1,2]. Мокрые пылеуловители имеют ряд преимуществ по сравнению с аппаратами сухой очистки выбросов от пыли, так как имеется возможность улавливания взрывоопасных и пожароопасных пылей, а также есть возможность очистки газов, нагретых до высоких температур и пылегазовых смесей со значительной влажностью. Процесс влажного пылеулавливания основан на реализации контакта частичек пыли с жидкостью, в результате чего образуется шлам, который затем выводится из пылеуловителя. К некоторым недостаткам пенных пылеуловителей можно отнести необходимость очистки отводимого шлама, т.е. водной суспензии с частицами пыли, извлеченной из очищаемого газопотока. Пенные аппараты применяются, в основном, двух типов - с провальными решетками (тарелками) и переливными решетками. Оборудование с переливными решетками не нашло широкого применения из-за забивания отверстий решетки загрязненными стоками в процессе пылеулавливания. Наиболее широко, в настоящее время, применяются аппараты с провальными решетками. Пенные пылеуловители с провальными решетками применяются в двух модификациях - со стабилизатором пенного слоя и без него. Схемы пенных пылеуловителей без стабилизатора (а) и со стабилизатором слоя пены (б) приведены на рисунке 1.
