Program na výpočet parametrů vlhkého vzduchu

1. Bakalářskápráce Program na výpočet parametrů vlhkého vzduchu Vypracoval: Vlastimil Flegl Vedoucí práce: RNDr. Josef Rak Univerzita Pardubice

2. Obsah Úvod Fyzika vlhkého vzduchu Algoritmy výpočtu Struktura aplikace Zabezpečení a ošetření chyb i-x diagram Vytváření diagramu Ukázky diagramu Závěr Použitá literatura

3. Úvod • Úkol bakalářské práce • Vytvořit program, který ze zadaných parametrů dopočítá zbylé • parametry + několik dalších, graficky vypočítaný stav znázornit • Zvolené prostředí pro tvorbu programu • Excel 2003 + programovací jazyk VBA • Vlhký vzduch = suchý vzduch + vodní páry • S měnící se vlhkostí se setkáváme denně (déšť, mlha, rosa, jinovatka,…) • Kde se s vlhkým vzduchem počítá? • V oborech jako klimatizace, sušení, chlazení, potravinářský průmysl, • textilní průmysl, biologie, atd.

4. Fyzika vlhkého vzduchu Přehled parametrů • Čím je určen stav • vlhkého vzduchu? • Tlakem vzduchu • Tepelným stavem vzduchu • Obsahem vlhkosti • Prvních 5 parametrů se může měřit • Stavová rovnice ideálního plynu • Daltonův zákon

5. Algoritmy výpočtu Pro každou kombinaci parametrů bylo potřeba vytvořit zvláštní algoritmus výpočtu • p, ts, tm • p, ts, tr • p, ts, fi • p, ts, x • p, ts, i • p, tm, tr • p, tm, fi • p, tm, x • p, tm, i • p, tr, fi • p, tr, i • p, fi, x • p, fi, i • p, x, i • Parní tabulky ( od -83,15°C do +373,946°C po kroku 0,1°C) • - hledání v parních tabulkách (časově náročné  ), interpolace • Numerické řešení rovnic (t=f(p)) • Aproximace (hledání tm) • Řešení soustav rovnic pomocí zvlášť vytvořených tabulek

6. Struktura aplikace • Program má 4 základní části: • List Parní tabulky • - Parní tabulky, pomocné tabulky pro některé algoritmy, tabulka nastavení, • tabulka uložených stavů vzduchu, tlačítko pro spuštění programu • List Graf • - Tabulky pro vytváření diagramu, i-x diagram, tlačítko pro nastavení • i-x diagramu • Hlavní program • - Výpočty, nastavení, ukládání a načítání stavů vzduchu, nápověda • Nastavení diagramu • - Nastavení vlastností grafu, vykreslování stavů vzduchu do diagramu • Struktura • 11 Formulářů • 7 Tříd • 4 Moduly

7. Zabezpečení a ošetření chyb • V programu: • Rozsahy vkládaných hodnot • Zadávání hodnot typu číslo • Zadávání právě 3 hodnot • Ošetření chyb při výpočtech • V nastavení diagramu: • Kontrola rozsahů hodnot • Kontrola správnosti mezi hodnotami (tmin+5≤ tmax) • tlak stavu vzduchu x tlak vzduchu pro který je diagram vykreslen • V aplikaci: • Zabezpečení Excelu heslem proti nechtěným změnám, programové odemykání a zamykání listu

8. i-x diagram • Osa X – měrná vlhkost • Osa i – entalpie • Izotermy • Izoentalpy • Křivky relativních vlhkostí • Čáry konstantních měrných • vlhkostí • Diagram se s tlakem mění Zdroj: [1]

9. Vytváření diagramu • Kosoúhlé souřadné osy – úhel ω, polohy bodů dané kosoúhlými souřadnicemi • x a i byly přepočítány do pravoúhlého souřadného systému • XY bodový graf • - izotermy a izoentalpy jsou úsečky definované dvěma koncovými body a křivky • relativních vlhkostí jsou hladké spojnice vypočtených bodů na izotermách • pro dané φ • Nastavitelné hodnoty diagramu: • tmin, tmax, xmax, krok t, krok i, tlak • Postup: • Nastavení os podle zadaných • parametrů • Tabulka teplot • Tabulka relativních vlhkostí • – počet řádků jako v tabulce teplot • Tabulka entalpií (50 řádků) • Tabulka vykreslovaných stavů • vzduchu

10. Ukázky diagramů

11. Závěr • Výsledky práce: • Popis problematiky vlhkého vzduchu, popis algoritmů pro výpočet parametrů, • způsob tvorby diagramu • Plně funkční program v Excelu • Vykreslení diagramu v Excelu, vykreslení vypočítaných stavů vzduchu do diagramu • Nastavení parametrů diagramu – rozsahy teplot, entalpií, měrné vlhkosti, kroků Správnost výpočtů a zobrazení prověřena = cíl se podařilo splnit • Možnosti rozšíření: • Rozšíření programu do oblasti přesyceného vzduchu • Výpočet dalších parametrů, výpočet tlaku pro nadmořskou výšku apod. • Efektivnější (rychlejší) hledání v tabulkách • Doplnění i-x diagramu o směrové měřítko, o popisky izoentalp a křivek r. vlhkostí • atd.

12. Použitá literatura • [1] CHYSKÝ, Jaroslav. Vlhký vzduch. Praha : SNTL, 1977. 156 s.

13. Děkuji za pozornost Vlastimil Flegl