2020-07-12
280
Для расчета простейшего ПГУ в среде Mathcad были сделаны ссылки на облачные файлы с именами Н2О и Gas и с расширением xmcd (на Mathcad-документы), хранящиеся в Интернете. После таких ссылок в рабочем документе становятся доступными (видимыми, как говорят программисты) порядка 50 функций по теплофизическим свойствам двух рабочих тел: воды/водяного пара (H2O) и газов (Gas), в частности воздуха, некоторые из которых будут использованы в расчете, показанном на рис. 2. Весь расчет хранится также в Интернете. Его можно открыть в среде Mathcad. На рисунке 2 для компактности представлен расчет простейшей ПГУ.
Также стоит отметить, что фирма Maplesoft – разработчик второй по популярности после Mathcad математической программы – программы Maple, в версию этой программы – в Maple 2016 встроила пакет CoolProp, что позволяет непосредственно работать с функциями по теплофизическим свойствам многих рабочих тел, теплоносителей и хладагентов.
Для работы с базами данных в среде Maple необходимо и достаточно подключить их определенной командой, а затем формировать необходимые для расчетов пользовательские функции через встроенную функцию «Свойство».
|
|
|
Но рассмотрим и другие показатели удобства работы с Mathcad:
1. Хорошая документированность расчетов. Расчет, сделанный в среде Mathcad, можно распечатать и отдать на проверку или рецензирование специалисту, который никогда не работал на компьютере. Mathcad-расчет полностью повторяет расчет, сделанный на бумаге, благодаря режиму WYSIWYG (What You See IsWhat You Get — «что ты видишь (на экране дисплея), то ты и получишь (на бумаге принтера»). Mathcad, можно оставить в архиве и через 50–100 лет прочитать их, понять, что там написано, и без особых усилий воспроизвести в новых программных средах, которые появятся к тому времени, а это очень важно.
2. Работа с единицами измерений. В предисловии уже отмечался этот очень полезный инструмент Mathcad. Следует добавить, что MS Excel, MATLAB, а более того языки программирования отучили нас работать с физическими величинами. Вернее, приучили нас работать с безразмерными величинами, а единицы их измерения (единицы СИ — паскали, кельвины, джоули, ватты и т. д.) держать в уме, что, повторяем, очень неудобно и чревато ошибками в расчетах. Да и сами основные единицы СИ неудобны, особенно в теплотехнике: базовая единица давления (паскаль) очень мала и всегда требует множителей кило или мега, температура в кельвинах плохо "чувствуется" и требует перевода в градусы (шкалу) Цельсия.
3. Гибкая система имен переменных. Переменные и функции в среде Mathcad за редким исключением имеют те же имена, которые закрепились за ними в тех или иных научно-технических дисциплинах задолго до появления компьютеров. Например, греческой буквой η с различными индексами в термодинамике обозначают коэффициент полезного действия (термический, внутренний относительный и т. д., см. рисунки книги). Это наряду с использованием традиционного написания математических операторов и функций делает «язык» Mathcad доступным всем непосвященным без особых дополнительных комментариев.
|
|
|
4. Численная и символьная математика, позволяющая использовать при решении задач богатую библиотеку численных методов, предваряя или дополняя их попытками (удачными или неудачными) аналитического решения задачи.
5. В Mathcad встроены довольно мощные и гибкие инструменты создания плоской и объемной графики, а также анимации. Это позволяет визуализировать исходные, промежуточные и итоговые данные, что способствует лучшему пониманию сути расчета, выявлению в нем возможных ошибок и ложных путей решения поставленной задачи. Графика помогает готовить расчеты к публикации.
6. Программирование. В среде Mathcad математические действия на рабочем листе выполняются как на обычном листе бумаги слева направо и сверху вниз. Но иногда такой порядок счета необходимо изменить — не выполнять, например, какую-то часть операторов, а выполнять какую-то другую или выполнять выделенную группу операторов несколько раз. Такая возможность (программирование) в среде Mathcad предусмотрена, и ею успешно пользуются не только продвинутые пользователи, но даже и те, кто когда-то ошибочно считал, что он никогда не будет программировать. Инструменты программирования Mathcad позволяют решать довольно сложные задачи, не умещающиеся в узких рамках последовательного алгоритма (слева направо и сверху вниз).
7. В пакете Mathcad предусмотрена возможность расширения списка доступных функций тремя путями:
• путь первый — прикрепление к Mathcad через механизм DLL (Dynamic Link Library — динамически подключаемая библиотека) функций, написанных, например, на языке программирования С;
• путь второй — ссылка из рабочего документа на другие Mathcad-документы.
После такой ссылки в рабочем документе станут доступными (видимыми, как говорят программисты) пользовательские переменные и функции, хранящиеся в документе (файле), на который была сделана ссылка. Эти и другие Mathcad-документы можно загрузить на свой компьютер или в локальную сеть и использовать как шаблоны. Но можно это и не делать, если компьютер имеет надежную и высокоскоростную связь с Интернетом;
• путь третий — инструменты Mathcad позволяют самому пользователю быстро написать и отладить функции, возвращающие, например, свойства рабочих тел, опираясь на формулы, таблицы или графики, взятые из внешнего источника — из бумажной или электронной книги, а также из Интернета.
Эти три возможности можно и нужно использовать для того, чтобы в расчетном документе стали доступными, например, функции, имеющие в качестве аргументов параметры конкретной точки термодинамического цикла и возвращающие нужные теплофизические свойства рабочего тела в этой точке: удельную энтальпию, удельную энтропию, плотность, удельную теплоемкость (изобарную или изохорную), теплопроводность, вязкость и т. д. Без этого невозможно рассчитывать теплотехнические процессы.
