Специальности ПГСб, ЭУНб

Цель работы: Определение экономически выгодных диаметров труб для пропуска расчетных расходов воды и потерь напора от диктующего (водоразборного устройства в здании) до места присоединения ввода к наружной водопроводной сети.

Исходные данные:

Fж – жилая площадь квартиры, м² (выбирается по варианту);

f– санитарная норма площади на одного человека (региональный показатель), м² (f=12 м²);

n_э - количество этажей в здании (выбирается по варианту);

st – количество стояков в здании (выбирается по варианту);

l – длина участка, м (выбирается следующим образом:

длина участка между этажами по стояку – 3 м,

длина участка между стояками – 10 м,

длина переходного участка от стояка к магистрали – 7 м,

длина участка ВУ-Ввод – 15 м);

N – количество подводок на участке (заполняется следующим образом:

а) считаем, что на этаже по стояку число подводок (водоразборных устройств в квартире) равно 4 (смеситель ванны, смеситель мойки, смеситель умывальника, клапан смывного бачка унитаза),

б) суммируем для каждого последующего участка количество подводок этого участка со всеми предыдущими, учитывая, что количество подводок для каждого стояка одинаковое);

d – диаметр трубы на участке, мм (принимаем d = 20мм);

q_н – норма расхода воды потребителем в час наибольшего водопотребления, л/с (q_н = 5,6 л/с);

q₀ – расход холодной воды санитарно-техническим прибором, л/с (q₀ = 0,2 л/с);

l - коэффициент (l=0,03);

g – ускорение свободного падения, м/с² (g =9,81 м/с²);

K – коэффициент, учитывающий потери на местные сопротивления в соединениях труб и арматуре (K = 0,3).

Расчетные формулы:

1. (количество квартир в здании).

2. , чел (количество жителей в здании, округленное до целого значения).

3. (вероятность действия водоразборных устройств), где - общее число приборов в здании (на участке ВУ-Ввод).

4. (коэффициент, вычисляемый по аппроксимирующей формуле для каждого участка).

5. , л/с (максимальный секундный расход холодной воды на участке).

6. , м/с (средняя по сечению скорость воды на участке).

7.

(проверка скорости на участке: скорость должна находиться в пределах экономической, т.е. ).

Если при проверке на участке нет нормы, то увеличиваем диаметр d трубы из ряда 25, 32, 40, 50, 70, 80, 100 мм до получения нормы.

8. , мм (гидравлический уклон, умноженный на коэффициент 1000 и показывающий потери напора на единицу длины).

9. , м (потери напора на каждом участке).

10. , м (сумма потерь напора в здании).

Задание:

Выполнить расчет средствами Microsoft Excel и оформить в виде отчета.

Отчет по контрольной работе должен содержать:

1) цель работы;

2) расчетную схему внутреннего водопровода;

3) исходные данные;

4) расчетные формулы;

5) расчетную таблицу (табл. 2);

6) диаграмму потерь напора по участкам;

7) вывод.

Отчет должен быть выполнен в текстовом редакторе Microsoft Word с использованием редактора формул (Вставка-Объект-Microsoft Equation) и расчетной частью, импортированной из MS Excel.

Для расчета столбца Pr использовать встроенную в MS Excel логическую функцию ЕСЛИ.

Таблица 2

Результаты расчета

№ уч.	Участок	Длина уч., м	N	Alfa	Q	d	v	Pr	I	Н
Суммарные потери напора в здании=

Варианты заданий:

	Предпоследняя цифра номера зачетной книжки

Параметр
Fж

	Последняя цифра номера зачетной книжки

Параметр
nэ
st

Образец выполнения контрольной работы:

Цель работы: Определение экономически выгодных диаметров труб для пропуска расчетных расходов воды и потерь напора от диктующего (водоразборного устройства в здании) до места присоединения ввода к наружной водопроводной сети для 4-этажного здания с 6 стояками.

	ВУ

Рис.2. Расчетная схема внутреннего водопровода для 4-этажного здания с 6 стояками, где

а – магистральный трубопровод,

б – расчетный стояк,

в – подводки к водоразборным устройствам,

г – диктующее водоразборное устройство (душевая сетка смесителя ванны),

Ст1-Ст6 – стояки,

ВУ – водомерный узел,

Ввод – присоединение к наружной водопроводной сети.

Исходные данные:

Fж =30 м² (жилая площадь квартиры);

f = 12 м² (санитарная норма площади на одного человека);

n_э = 4 (количество этажей в здании);

st = 6 (количество стояков в здании);

Таблица 3

Расчетные участки, их длины и количество подводок на участках

Расчетные участки	Длина l, м	Количество подводок N
1-2		4 (4-ый этаж)
2-3		8 (3-ий и 4-ый этажи)
3-4		12 (2, 3 и 4-ый этажи)
4-5		16 (1,2,3 и 4-ый этажи)
5-6		32 (6-ой и 5-ый стояки)
6-7		48 (4, 5 и 6-ой стояки)
7-8		64 (3, 4, 5 и 6-ой стояки)
8-9		80 (2, 3, 4, 5 и 6-ой стояки)
9-ВУ		96 (1, 2, 3, 4, 5, 6 стояки)
ВУ-Ввод		96 (все здание)

q_н = 5,6 л/с (норма расхода воды потребителем в час наибольшего водопотребления);

q₀ = 0,2 л/с (расход холодной воды санитарно-техническим прибором);

l=0,03 (коэффициент);

g =9,81 м/с² (ускорение свободного падения);

K = 0,3 (коэффициент, учитывающий потери на местные сопротивления в соединениях труб и арматуре).

Расчетные формулы:

Приводятся расчетные формулы, указанные выше.

Расчетная таблица:

n_кв = 24

U = 60

P = 0.004861

№ уч.	Участок	Длина	N	Alfa	Q	d	v	Pr	I	H
	1-2			0,232	0,232		0,739	норма	41,788	0,163
	2-3			0,256	0,256		0,815	норма	50,805	0,198
	3-4			0,277	0,277		0,883	норма	59,674	0,233
	4-5			0,297	0,297		0,947	норма	68,604	0,624
	5-6			0,370	0,370		1,177	норма	105,961	1,377
	6-7			0,435	0,435		0,886	норма	48,007	0,624
	7-8			0,495	0,495		1,010	норма	62,358	0,811
	8-9			0,553	0,553		1,127	норма	77,740	1,011
	9-ВУ			0,609	0,609		0,757	норма	27,389	0,356
	ВУ-ВВОД			0,609	0,609		0,757	норма	27,389	0,534
Суммарные потери напора в здании=	5,931

Диаграмма:

Вывод: При выбранных экономически выгодных диаметрах труб для пропуска расчетных расходов воды суммарные потери напора в здании составят 5,931м; максимальная потеря напора происходит на участке номер 5.

Специальности Эб, ЛОГб, ПМб

Цель работы: Определение характеристик многоканальной системы массового обслуживания (СМО).

Исходные данные:

n – общее число каналов обслуживания (выбирается по варианту);

l - среднеожидаемое количество заявок на обслуживание в единицу времени (интенсивность потока заявок) (выбирается по варианту);

t₀ – среднее время обслуживания одной заявки (выбирается по варианту).

Расчетные формулы:

1. , параметр потока обслуживаний (интенсивность потока обслуживания).

2. , приведенная интенсивность потока заявок.

3. , вероятность того, что в любой момент времени все каналы окажутся свободными.

4. , вероятность того, что все каналы будут заняты, т.е. вероятность отказа в обслуживании.

5. , вероятность того, что k каналов будут заняты.

6. , среднеожидаемое число свободных каналов (округленное до целого значения).

7. , среднеожидаемое число занятых каналов (округленное до целого значения).

8. , коэффициент простоя каналов.

9. , доля загрузки каналов за время обслуживания.

Задание:

Выполнить расчет средствами Microsoft Excel и оформить в виде отчета.

Отчет по контрольной работе должен содержать:

1) цель работы;

2) граф состояний многоканальной СМО с отказами;

3) исходные данные;

4) расчетные формулы;

5) расчет и расчетную таблицу (табл. 4);

6) диаграмму вероятностей занятых каналов;

7) вывод.

Отчет должен быть выполнен в текстовом редакторе Microsoft Word с использованием редактора формул (Вставка-Объект-Microsoft Equation) и расчетной частью, импортированной из MS Excel.

При проведении расчета использовать встроенные в MS Excel математические функции ФАКТР, ОКРУГЛ.

Таблица 4

Результаты расчета

Число каналов (k)
Сумма

Варианты заданий:

	Предпоследняя цифра номера зачетной книжки

Параметр
n

Последняя цифра номера зачетной книжки

Параметр
l	1,25	1,75		1,75	2,25	1,5	1,5		2,5	2,25

Образец выполнения контрольной работы:

Цель работы: Определение характеристик многоканальной системы массового обслуживания (СМО).

Аудиторская фирма располагает n=5 независимыми бухгалтерами, выполняющими аудиторские проверки (обслуживание заявок). Поток заявок, поступающих в аудиторскую фирму на обслуживание, является простейшим и имеет интенсивность l=1,25 заявки в день. Средняя продолжительность обслуживания равна t₀=3 дня. Определите вероятностные характеристики аудиторской фирмы как системы массового обслуживания с отказами.

Рис.3. Граф состояний многоканальной СМО с отказами, где состояния СМО

имеют следующую интерпретацию:

S₀ – все каналы свободны;

S₁ – занят один канал, остальные 4 свободны;

S₂ – занято два канала, остальные 3 свободны;

...

S₅ – заняты все пять каналов, заявка получает отказ в обслуживании.

Исходные данные:

n =5 бухгалтеров (общее число каналов обслуживания);

l =1,25 заявки в день (интенсивность потока заявок);

t₀ =3 дня (среднее время обслуживания одной заявки).

Расчетные формулы:

Приводятся расчетные формулы, указанные выше.

Расчетная таблица:

m = 0,333

r = 3,75

Число каналов (k)		Рk	kРk	(n-k)Pk
		0,02858		0,1429
	3,75	0,10717	0,10717	0,4287
	7,03125	0,20095	0,4019	0,60285
	8,78906	0,25119	0,75357	0,50238
	8,23975	0,23549	0,94196	0,23549
	6,17981	0,17662	0,88309
Сумма	34,9899		3,08769	1,91231

P_C = 0,029

Р_отк = 0,177

N_С = 2

N_З = 3

K_П = 0,382

K_З = 0,618

Диаграмма:

Вывод: При установившемся режиме работы аудиторской фирмы как СМО в среднем будет занято 3 бухгалтера, остальные 2 будут свободны. Работу рассматриваемой аудиторской фирмы нельзя считать удовлетворительной, так как она не обслуживает заявки в среднем в 17,7% случаев.

(Будем считать работу удовлетворительной при вероятности отказа менее 5%).

Специальности АДб

Цель работы: Определение оптимального по стоимости состава щебеночного дорожного асфальтобетона, расчет содержания компонентов (щебня, песка, минерального порошка, битума) и физических характеристик асфальтобетона.

Исходные данные:

r_Н – нижняяграница интервала варьирования относительной плотности упаковки зерен щебня (выбирается по варианту);

r_В – верхняя граница интервала варьирования относительной плотности упаковки зерен щебня (выбирается по варианту);

- показатели, учитывающие форму и крупность зерен щебня (m=4,00; n выбирается по варианту);

V₀ – межзерновая остаточная пористость, доля единицы объема (выбирается по варианту);

- коэффициенты, учитывающие форму зерен, шероховатость, физико-химические свойства поверхности щебня и марочную вязкость битума (выбираются по варианту);

- коэффициенты, учитывающие форму зерен, шероховатость, физико-химические свойства поверхности песка и марочную вязкость битума (выбираются по варианту);

Р_Щ – межзерновая пустотность щебня, доля единицы объема (Р_Щ = 0,38);

Р_П – межзерновая пустотность песка, доля единицы объема (Р_П = 0,32);

Р_М – межзерновая пустотность минерального порошка, доля единицы объема (Р_М = 0,32);

М_Щ – модуль крупности щебня (М_Щ = 1,93);

М_П – модуль крупности песка (М_П = 2,58);

W_Щ – водопоглощение зерен щебня, доля единицы объема (W_Щ = 0,02);

r_Щ – плотность щебня, т/м³ (r_Щ =2,65 т/м³);

r_П – плотность песка, т/м³ (r_П =2,63 т/м³);

r_М – плотность минерального порошка, т/м³ (r_М =2,7 т/м³);

r_Б – плотность битума, т/м³ (r_Б =1,02 т/м³);

S_Щ – стоимость щебня, руб/т (S_Щ = 560 руб/т);

S_П – стоимость песка, руб/т (S_П = 250 руб/т);

S_М – стоимость минерального порошка, руб/т (S_М = 660 руб/т);

S_Б – стоимость дорожного битума, руб/т (S_Б = 5800 руб/т).

Расчетные формулы:

1. (шаг варьирования относительной плотности упаковки зерен щебня).

2. , доля единицы объема (объемный расход битума на образование сплошной пленки на зернах щебня).

3. , доля единицы объема (объемный расход битума на образование сплошной пленки на зернах песка).

4. , доля единицы объема (объем зерен щебня).

5. , доля единицы объема (объем зерен песка, заполняющего межзерновое пространство в щебне).

6. , доля единицы объема (объем битума на смачивание и обволакивание зерен щебня).

7. , доля единицы объема (объем битума на смачивание и обволакивание зерен песка).

8. , доля единицы объема (объем асфальтовяжущего наибольшей прочности).

9. , доля единицы объема (объем зерен минерального порошка).

10. , доля единицы объема (объем битума на образование асфальтовяжущего наибольшей прочности).

11. , т (массовый расход щебня на 1 м³ асфальтобетона).

12. , т (массовый расход песка на 1 м³ асфальтобетона).

13. , т (массовый расход минерального порошка на 1 м³ асфальтобетона).

14. , т (массовый расход битума на обволакивание зерен щебня).

15. , т (массовый расход битума на обволакивание зерен песка).

16. , т (массовый расход битума на образование асфальтовяжущего).

17. , т (общий массовый расход битума).

18. , руб/м³ (общая стоимость компонентов на 1 м³ асфальтобетона).

19. , т (общая масса минеральной части для оптимального состава).

20. , % (содержание щебня в % от массы минеральной части для оптимального состава).

21. , % (содержание песка в % от массы минеральной части для оптимального состава).

22. , % (содержание минерального порошка в % от массы минеральной части для оптимального состава).

23. , % (содержание битума в % от массы минеральной части (сверх 100%) для оптимального состава).

24. , % (пустотность минеральной части для оптимального состава).

25. , т/м³ (средняя плотность асфальтобетона для оптимального состава).

Задание:

Выполнить расчет средствами Microsoft Excel и оформить в виде отчета.

Отчет по контрольной работе должен содержать:

1) цель работы;

2) исходные данные;

3) расчетные формулы;

4) расчет и расчетные таблицы (табл. 5 и табл. 6);

5) диаграмму оптимального компонентного состава асфальтобетона;

6) вывод.

Отчет должен быть выполнен в текстовом редакторе Microsoft Word с использованием редактора формул (Вставка-Объект-Microsoft Equation) и расчетной частью, импортированной из MS Excel.

При расчете процентного состава компонентов асфальтобетона (Щ, П, МП, Б) использовать встроенную в MS Excel математическую функцию ОКРУГЛ для округления до двух знаков после запятой.

Таблица 5

Объемный расход компонентов по составам

№ состава	r	Объемный расход компонентов, доля единицы объема
VЩ	VП	VБЩ	VБП	VАВ	VМ	VБАВ
	rН
	rН+dr
...	...
	rВ

Таблица 6

Массовый расход компонентов по составам

№ состава	Массовый расход компонентов (т) на 1м^3 асфальтобетона	S, руб/м^3
GЩ	GП	GМ	GБЩ	GБП	GБАВ	GБ
...
Минимальная стоимость компонентов=	min

Варианты заданий:

	Предпоследняя цифра номера зачетной книжки

Параметр
rН	0,678	0,468	0,274		0,678	0,468	0,274		0,678	0,468
rВ	0,903	0,661	0,452	0,258	0,903	0,661	0,452	0,258	0,903	0,661
V0	0,01	0,05	0,04	0,02	0,06	0,03	0,03	0,01	0,05	0,02
n	1,25	1,00	1,25	1,00	1,25	1,00	1,25	1,00	1,25	1,00

Последняя цифра номера зачетной книжки

Параметр
A	0,128	0,122	0,116	0,11	0,104	0,198	0,189	0,18	0,171	0,162
B	0,003	0,0029	0,0028	0,0026	0,0025	0,0126	0,012	0,0114	0,0109	0,0103
C	0,153	0,146	0,139	0,132	0,125	0,358	0,383	0,327	0,31	0,294
Д	0,005	0,0048	0,0046	0,0044	0,0042	0,0321	0,0306	0,0292	0,0277	0,0263

Образец выполнения контрольной работы:

Цель работы: Определение оптимального по стоимости состава щебеночного дорожного асфальтобетона, расчет содержания компонентов (щебня, песка, минерального порошка, битума) и физических характеристик асфальтобетона.

Исходные данные:

r_Н = 0,468 (нижняя граница интервала варьирования относительной плотности упаковки зерен щебня);

r_В = 0,661 (верхняя граница интервала варьирования относительной плотности упаковки зерен щебня);

m = 4,00;

n = 1,00;

V₀ = 0,02 (межзерновая остаточная пористость, доля единицы объема);

А = 0,122;

В = 0,0029;

С = 0,096;

Д = 0,0078;

Р_Щ = 0,38 (межзерновая пустотность щебня, доля единицы объема);

Р_П = 0,32 (межзерновая пустотность песка, доля единицы объема);

Р_М = 0,32 (межзерновая пустотность минерального порошка, доля единицы объема);

М_Щ =1,93 (модуль крупности щебня);

М_П = 2,58 (модуль крупности песка);

W_Щ = 0,02 (водопоглощение зерен щебня, доля единицы объемаё);

r_Щ = 2,65 т/м³ (плотность щебня);

r_П = 2,63 т/м³ (плотность песка);

r_М = 2,7 т/м³ (плотность минерального порошка);

r_Б = 1,02 т/м³ (плотность битума);

S_Щ = 560 руб/т (стоимость щебня);

S_П = 250 руб/т (стоимость песка);

S_М = 660 руб/т (стоимость минерального порошка);

S_Б = 5800 руб/т (стоимость дорожного битума).

Расчетные формулы:

Приводятся расчетные формулы, указанные выше.

Расчетная таблица:

dr = 0,0386

Kщ = 0,1164

Кп = 0,0759

Объемный расход компонентов по составам

№ сос-тава	r	Объемный расход компонентов, доля единицы объема
VЩ	VП	VБЩ	VБП	VАВ	VМ	VБАВ
	0,4680	0,2902	0,4595	0,0396	0,0349	0,1558	0,1059	0,0499
	0,5066	0,3141	0,4357	0,0428	0,0331	0,1543	0,1049	0,0494
	0,5452	0,3380	0,4104	0,0461	0,0311	0,1544	0,1050	0,0494
	0,5838	0,3620	0,3834	0,0494	0,0291	0,1561	0,1061	0,0500
	0,6224	0,3659	0,3549	0,0526	0,0259	0,1597	0,1086	0,0511
	0,6610	0,4098	0,3247	0,0559	0,0246	0,1650	0,1122	0,0528

Массовый расход компонентов по составам

№ сос-тава	Массовый расход компонентов (т) на 1 м^3 асфальтобетона	S, руб/м3
GЩ	GП	GМ	GБЩ	GБП	GБАВ	GБ
	0,7690	1,2085	0,2862	0,0404	0,0356	0,0509	0,1269	1657,09
	0,8324	1,1459	0,2833	0,0437	0,0338	0,0504	0,1279	1680,73
	0,8957	1,0794	0,2834	0,0470	0,0317	0,0504	0,1291	1707,70
	0,9593	1,0083	0,2866	0,0504	0,0297	0,0510	0,1311	1738,18
	1,0226	0,9334	0,2930	0,0537	0,0274	0,0521	0,1332	1772,33
	1,0860	0,8540	0,3028	0,0570	0,0251	0,0539	0,1360	1810,23
Минимальная стоимость компонентов=	1657,09

G_МЧ = 2,264 т

Щ = 33,96 %

П = 53,39 %

МП = 12,64 %

Б = 5,6 % (сверх 100%)

Р_МЧ = 14,43%

r = 2,39 т/м³

Диаграмма:

Вывод: Оптимальным по стоимости является состав № 1 со стоимостью асфальтобетона 1657,09 руб/м³, при этом получены следующие физические характеристики асфальтобетона: средняя плотность – 2,39 т/м³, пустотность минеральной части – 14,43%.

Дата добавления: 2015-08-18