Программа расчета характеристик охлаждающих жидкостей в системе охлаждения легкового автомобиля

Определение секундного расхода жидкости, охлаждающей двигатель и количества теплоты, которая относится от двигателя ежесекундно. Разработка программы расчета данных характеристик для воды и тосола для различных автомобилей с использованием средств Pascal.
Краткое сожержание материала:

Размещено на

Министерство образования Республики Беларусь

УО “БЕЛОРУССКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ТРАНСПОРТА”

Факультет УПП

Кафедра "Информационные технологии"

Курсовая работа

по дисциплине «Информатика»

на тему «Программа расчета характеристик охлаждающих жидкостей в системе охлаждения легкового автомобиля»

Выполнила: студентка группы УА-12 Стеба Е.В.

Гомель 2013

Содержание

Введение

1. Анализ задания и постановка задачи

2. Физическое решение задачи

3. Руководство программиста

3.1 Разработка алгоритмов

3.2 Разработка программы

3.3 Организация файлов

4. Руководство оператора

5. Решение задачи средствами математического пакета MathCAD

Заключение

Список литературы

Приложение А Листинг программы

Приложение Б Экранные формы

Введение

В современном мире роль информатики, средств обработки, передачи, накопления информации неизмеримо возросла. Средства информатики и вычислительной техники сейчас во многом определяют научно-технический потенциал страны, уровень развития ее народного хозяйства, образ жизни и деятельности человека.

Вычислительную технику в своей работе используют инженеры, конструкторы, писатели, художники, композиторы и музыканты. Она применяется сейчас не только в инженерных расчетах и экономических науках, но и таких традиционно нематематических специальностях, как медицина, лингвистика, психология. На базе компьютеров созданы самые совершенные медицинские приборы. Без компьютеров сегодня невозможно создание промышленных роботов, автоматических линий. Компьютер нашел применение во всех областях деятельности человека. Он стал своеобразным продолжением человеческого мозга, освободив человека от однообразного умственного труда, утомительного и неинтересного.

В связи с этим можно констатировать, что применение ЭВМ приобрело массовый характер. Возникла многочисленная категория специалистов-пользователей ЭВМ, которым необходимы знания по применению ЭВМ в своей отрасли: навыки работы с уже имеющимся программным обеспечением, а так же создания своего собственного программного обеспечения, приспособленного для решения конкретной задачи.

Внедрение ЭВМ во все сферы человеческой деятельности требует от специалистов разного профиля овладения навыками использования вычислительной техники. Поэтому разработка способов и методов представления информации, технологии решения задач с использованием компьютеров, стала важным аспектом деятельности людей многих профессий.

Алгоритмический язык Pascal - универсальный язык общего назначения, область приложений которого - программирование систем в самом широком смысле. Язык программирования Pascal был разработан в 1968--1971 гг. Никлаусом Виртом в Цюрихском Институте информатики (Швейцария). Pascal предназначался для обучения студентов программированию и был первым языком, в котором нашли отражение концепции структурного программирования. Международный стандарт языка Pascal был утвержден в 1982 г. Последующие совершенствования языка сделали его одним из самых распространенных в мире профессиональных алгоритмических языков.

Целью данной курсовой работы является приобретение и закрепление навыков в организации вычислительных процессов и программирования на алгоритмическом языке Pascal при решении прикладной задачи. Основной акцент в работе уделяется использованию процедур и функций. Большое внимание уделяется работе с файлами, подробно рассматриваются функции открытия и закрытия файла и записи в файл. Полученные знания помогут в будущем более эффективно подходить к процессу разработки программного обеспечения и организации сложных процессов.

Кроме того, в ходе данной работы будет найдено решение поставленной задачи средствами математического пакета MathCAD. Данный пакет является универсальной системой компьютерной математики. Использование пакета MathCAD в данной курсовой работе поможет сопоставить и проанализировать получаемые результаты.

1. Анализ задания и постановка задачи

В данной курсовой работе требуется составить программу для решения физической задачи средствами Turbo Pascal.

Задача:

Двигатель, развивающий мощность N, работает с коэффициентом полезного действия з. Охлаждающая жидкость из рубашки охлаждения двигателя выходит нагретой до температуры Т, а затем вновь поступает в радиатор, где охлаждается до температуры Т₀, и вновь в рубашку. Производительность насоса, перекачивающего охлаждающую жидкость, Р. Определите секундный расход жидкости, охлаждающей двигатель, и количество теплоты, которая относится от двигателя ежесекундно, учитывая, что удельная теплоемкость жидкости с, а плотность жидкости с.

Необходимо написать программу расчета требуемых характеристик для воды и тосола для различных автомобилей. При этом программа должна уметь добавлять, изменять, искать записи. Также, для упрощения работы с программой, необходимо создать интуитивно понятный интерфейс.

2. Физическое решение задачи

По определению из курса общей физики известно, коэффициент полезного двигателя любой машины равен отношению полезно использованной энергии(мощности) ко всей затраченной энергии (мощности). [10, c. 34] В нашем случае получаем:

(1),

где N_пол - полезная мощность;

N_зат - затраченная мощность;

Мощность - отношение работы А к промежутку времени t, в течение которого она совершена. Согласно условию, затраченной будет мощность, развиваемая двигателем, а полезной - мощность, идущая на нагревание жидкости при охлаждении двигателя. [10, c. 32]

(2),

где Q - теплота, выделяемая при нагревании жидкости;

t - время работы.

Теплота нагревания прямо пропорциональна массе жидкости и изменению её температуры [2, c. 51] и определяется:

(3),

где m - масса охлаждающей жидкости;

Т-Т₀ - изменение температуры охлаждающей жидкости;

Соответственно, подставив формулу (3) в формулу (2) получим выражение для определения полезной мощности.

(4),

Подставим формулу (4) в формулу (1) с учетом формулы (2):

Поскольку секундный расход воды определяется отношением , то из предыдущего выражения можно найти первую искомую величину:

(5)

Для нахождения второй искомой характеристики воспользуемся определением производительности. Производительность оборудования - объем продукции (работы), производимой в единицу времени данным оборудованием в соответствии с его конструктивными особенностями, технической характеристикой и определенными организационно-производственными условиями. [10, c. 44] Отсюда следует формула (6):

(6)

Объем жидкости, перекачанной насосом, является отношением массы жидкости к его плотности:

 (7),

где m - масса охлаждающей жидкости;

с - плотность охлаждающей жидкости;

Массу жидкости выразим из формулы (3):

(8)

Подставив формулу (8) в формулу (7) найдем объем жидкости:

(9)

Подставим формулу найденного объема (9) в формулу производительности насоса (6):

Поскольку теплота, уносимая ежесекундно от двигателя определяется отношением всей перенесенной теплоты к промежутку времени, то ее можно получить из предыдущего выражения:

(10)

Таким образом, искомые характеристики охлаждающей жидкости определятся по формулам (5) и (10).

3. Руководство программиста

3.1 Разработка алгоритмов

В результате анализа условия задачи, представленного в п.1, и решения, представленного в п.2 можно прийти к выводу, что в разрабатываемой программе должны выполняться следующие действия: ввод исходных данных, расчет необходимых характеристик, вывод полученных результатов и сохранение данных. [1, c. 12]

Согласно постановке задачи был разработан алгоритм основной программы, в котором использованы процедуры. Алгоритм основной программы представлен на рисунке 1.

Из постановки задачи следует, что из основной программы вызываются 3 процедуры: Vvod, Raschet, Vivod. В каждой из этих процедур выполняется одно из основных действий, предусмотренных задачей.

При обращении к процедуре Vvod пользователь имеет возможность ввести данные для различных автомобилей и посредством вызова другой процедуры проверить, вводились ли ранее эти данные. Блок-схема алгоритма данной процедуры представлена на рисунке 2.

На рисунке 3 изображена блок-схема алгоритма процедуры Raschet. В ней исследуется, рассчитывались ли ранее требуемые данные. С помощью вызова других процедур производится расчет характеристик заданного автомобиля, если это возможно.

Процедура Vivod выясняет возможность вывода данных по определенным автомобилям. Кроме того, с использованием вложенной процедуры происхо...