離心鼓風(fēng)機(jī)設(shè)計(jì)軟件的開發(fā)論文
采用Visual Basic編程軟件開發(fā)運(yùn)行于Windows操作系統(tǒng)下的離心鼓風(fēng)機(jī)設(shè)計(jì)軟件，介紹了軟件的編程思想、主要功能、應(yīng)用范圍及發(fā)展前景。
本文通過對(duì)風(fēng)壓、空氣、制造材料等條件的分析，介紹了風(fēng)機(jī)設(shè)計(jì)軟件系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、原理與功能，展示了如何依靠計(jì)算機(jī)進(jìn)行風(fēng)機(jī)的輔助設(shè)計(jì)。應(yīng)用設(shè)計(jì)軟件系統(tǒng)，可以降低風(fēng)機(jī)制造成本，縮短工期，提高經(jīng)濟(jì)效益。
在設(shè)計(jì)條件下，風(fēng)壓為15kPa～200kPa或壓縮比ε=1.15～3.5的風(fēng)機(jī)稱為鼓風(fēng)機(jī)，鼓風(fēng)機(jī)輸送介質(zhì)以空氣、煤氣、二氧化硫及其他惰性氣體為主。也可按需生產(chǎn)輸送其他易燃、易爆、易蝕、有毒及特殊氣體。因而能廣泛適用于冶金、石化、食品、礦井、紡織、煤氣站、氣力輸送、污水處理等各工業(yè)部門。在鼓風(fēng)機(jī)產(chǎn)品設(shè)計(jì)中，傳統(tǒng)的鼓風(fēng)機(jī)氣動(dòng)性能計(jì)算借助于計(jì)算器進(jìn)行手工簡(jiǎn)單計(jì)算，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，采用高級(jí)計(jì)算機(jī)語(yǔ)言如Basic、FORTRAN等編制的程序逐步代替了低效率的手工計(jì)算，這種程序一般運(yùn)行于DOS操作系統(tǒng)下，界面操作非常繁瑣，功能比較單一，很多常用計(jì)算仍需手工計(jì)算。
在WINDOWS 2000以上的系統(tǒng)下會(huì)顯示亂碼、經(jīng)常出現(xiàn)循環(huán)死機(jī)等，這樣難免會(huì)出現(xiàn)一些非人為的設(shè)計(jì)錯(cuò)誤。本論文介紹了在Windows下開發(fā)的基于WINDOWS操作系統(tǒng)下的鼓風(fēng)機(jī)設(shè)計(jì)軟件。
1 軟件的編程思想
離心鼓風(fēng)機(jī)設(shè)計(jì)軟件的開發(fā)不僅要滿足一般產(chǎn)品設(shè)計(jì)的氣動(dòng)計(jì)算功能，而且應(yīng)集成一些常用的計(jì)算，并實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)連算以提高設(shè)計(jì)效率。在編程工具方面，一種是面向過程的，如：FORTRAN、BASIC、C語(yǔ)言等;另一種是面向?qū)ο蟮目梢暬幊蹋纾篤isual Basic、Visual C++等。面向過程的是不穩(wěn)定的，一是軟件代碼的重用性很差，即使重用，也是簡(jiǎn)單的復(fù)制和拷貝，代碼數(shù)量急劇增加，而不能直接繼承和應(yīng)用。二是面向過程的方法將數(shù)據(jù)和過程分離，不方便數(shù)據(jù)管理，使得數(shù)據(jù)的改變很可能帶來代碼的.變化。為使軟件的功能多元化，提高程序的實(shí)用性，編程工具選擇了面向?qū)ο蟮倪\(yùn)行效率較高的Visual Basic。
2 設(shè)計(jì)軟件的功能
2.1 軟件主要結(jié)構(gòu)(圖1)
圖1 軟件主要結(jié)構(gòu)圖
2.2 軟件的界面設(shè)計(jì)
軟件界面采用了windows對(duì)話框窗口形式，方便設(shè)計(jì)者與計(jì)算機(jī)的數(shù)據(jù)交互、管理。軟件的任務(wù)指令采用工具欄按鈕與菜單共用的形式，通過工具欄按鈕或菜單命令均能快速的找到相應(yīng)的計(jì)算任務(wù)指令。
2.3 軟件的主要計(jì)算功能
(1)實(shí)現(xiàn)離心鼓風(fēng)機(jī)計(jì)算各子程序的數(shù)據(jù)輸入、數(shù)據(jù)保存、計(jì)算結(jié)果輸出、打印功能。(2)物性參數(shù)計(jì)算中介質(zhì)組分包含了常規(guī)的52種氣體。(3)實(shí)現(xiàn)從物性參數(shù)輸入到所需氣動(dòng)參數(shù)輸出的連算功能，中間不需任何手算。(4)增加氣動(dòng)性能的五級(jí)葉輪連算，性能參數(shù)逐級(jí)輸出。(5)在進(jìn)行計(jì)算之前對(duì)輸入數(shù)據(jù)加以合理性驗(yàn)證，以減少計(jì)算過程中的死循環(huán)。(6)強(qiáng)大的ADO數(shù)據(jù)庫(kù)功能，支持SQL數(shù)據(jù)庫(kù)查詢，并可隨著新產(chǎn)品的數(shù)量增加對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行更新。(7)葉輪幾何參數(shù)可方便的從葉輪數(shù)據(jù)庫(kù)中直接讀取，高效的利用現(xiàn)有圖紙以節(jié)省資源。
2.4 軟件的查詢功能
(1)單位換算查詢。(2)飽和水壓力查詢。(3)葉輪幾何參數(shù)的查詢。(4)軸承耗油量及功率損失的查詢。
2.5 軟件編程中數(shù)據(jù)輸入及計(jì)算報(bào)告的優(yōu)化
圖2 軟件的數(shù)據(jù)輸入窗口部分截圖
圖3 葉輪的主要幾何參數(shù)
(1)“介質(zhì)組分體積比率”在相應(yīng)的組分處填入體積百分比，填入0～1的小數(shù)或0～100的百分比，程序均能識(shí)別各組分體積比之和是否等于1或100，如果大于或小于1或100程序會(huì)加以提示。(2)進(jìn)口參數(shù)中“流量”為不考慮余量的值，“流量余量”另輸入數(shù)值。流量的輸入值的干、濕狀態(tài)由“□濕”的復(fù)選框選擇與否來確定。如：輸入的流量為濕氣體，則將“□濕”選中。流量單位選擇scfm時(shí)，“□濕”不用選擇，這時(shí)的標(biāo)準(zhǔn)流量對(duì)應(yīng)于標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)2(psi、°F、%)。(3)“入口壓損”為鼓風(fēng)機(jī)進(jìn)口壓力損失。
程序計(jì)算時(shí)自動(dòng)將進(jìn)口壓力換算到進(jìn)口法蘭處。(4)“相對(duì)濕度”為鼓風(fēng)機(jī)運(yùn)行狀態(tài)下的相對(duì)濕度，填入的數(shù)值范圍為0～100。(5)“出口壓力”為鼓風(fēng)機(jī)的實(shí)際要求的壓力，壓力余量在程序計(jì)算過程中計(jì)算。(6)“葉輪幾何參數(shù)”為流道的幾何尺寸，葉輪各參數(shù)如圖3。(7)進(jìn)口直徑D1取葉片進(jìn)口的平均中徑。(8)“變速機(jī) / 耦合器功率損失系數(shù)”為原動(dòng)機(jī)功率的百分比，程序自動(dòng)計(jì)算功率損失并考慮在軸功率內(nèi)。(9)“葉輪數(shù)據(jù)庫(kù)”為已設(shè)計(jì)存檔的葉輪數(shù)據(jù)，可直接將選中的葉輪幾何參數(shù)讀入到對(duì)話框中供計(jì)算用，如果對(duì)話框中已經(jīng)填入數(shù)據(jù)，程序會(huì)作出是否替換的提示。(10)“計(jì)算結(jié)果分析”包括計(jì)算報(bào)告和參數(shù)分析，計(jì)算報(bào)告包括三部分內(nèi)容：計(jì)算日期(自動(dòng)取系統(tǒng)日期和時(shí)間)、輸入數(shù)據(jù)、計(jì)算結(jié)果。參數(shù)分析根據(jù)設(shè)計(jì)規(guī)范的要求做以下主要參數(shù)的判定：出口壓力、相對(duì)速比w1/w2、葉輪沖角、葉輪流量系數(shù)、擴(kuò)壓器沖角、出口流速。
如果出現(xiàn)不合理的數(shù)值以紅色字體在計(jì)算報(bào)告右側(cè)加以提示供設(shè)計(jì)者參考。(11)如果計(jì)算完畢輸入數(shù)據(jù)沒有保存，程序會(huì)在窗體的標(biāo)題欄名稱尾部以“*”號(hào)標(biāo)識(shí)，并在窗體關(guān)閉時(shí)給予提示。(12)計(jì)算完畢點(diǎn)【打印】既可將計(jì)算報(bào)告輸出到指定的打印機(jī)。(13)計(jì)算報(bào)告的一些說明：中 “壓力余量”為升壓ΔP的百分比，“出口壓力”為考慮壓力余量后實(shí)際能達(dá)到的壓力。“軸振動(dòng)設(shè)計(jì)值”程序根據(jù)API617-2002計(jì)算出數(shù)值。
3軟件部署及加密
為嚴(yán)格保守商業(yè)秘密，保護(hù)企業(yè)知識(shí)產(chǎn)權(quán)，防止未經(jīng)授權(quán)而擅自復(fù)制或傳播本軟件，特將軟件打包成標(biāo)準(zhǔn)的windows installer 安裝程序，并采用了硬件序列號(hào)加密，實(shí)現(xiàn)一機(jī)對(duì)應(yīng)唯一序列號(hào)。
4設(shè)計(jì)軟件的外部接口
隨著本行業(yè)的新技術(shù)的進(jìn)步，軟件也在不斷的更新和優(yōu)化，在程序內(nèi)部預(yù)留的CAD的繪圖接口，可輸出CAD繪圖軟件可讀取的數(shù)據(jù)，以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)繪圖功能。在計(jì)算報(bào)告輸出中可與Excel連接，在Excel中對(duì)計(jì)算結(jié)果再處理，完成更多的設(shè)計(jì)需求。
5設(shè)計(jì)軟件開發(fā)總結(jié)及展望
通過Visual Basic編程工具開發(fā)的離心鼓風(fēng)機(jī)設(shè)計(jì)軟件，不僅實(shí)現(xiàn)了離心鼓風(fēng)機(jī)產(chǎn)品設(shè)計(jì)的詳細(xì)氣動(dòng)計(jì)算，而且集成了很多常用的設(shè)計(jì)計(jì)算子程序，并對(duì)計(jì)算過程、計(jì)算方法、軟件操作進(jìn)行了優(yōu)化，大大提高了鼓風(fēng)機(jī)的設(shè)計(jì)工作效率，為鼓風(fēng)機(jī)制造廠間接的提高了經(jīng)濟(jì)效益。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，軟件的版本、功能也在不斷的更新中，在未來的發(fā)展中，該軟件還應(yīng)結(jié)合商業(yè)CAD軟件做一些二次開發(fā)，提供更為便捷的設(shè)計(jì)工具。
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