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        利用CAD軟件輔助計算熟料庫卸空率

        2010-01-05 08:17:04侯員偉1陳紅建2
        水泥技術 2010年6期
        關鍵詞:圓柱體熟料圓錐

        □□侯員偉1,陳紅建2

        利用CAD軟件輔助計算熟料庫卸空率

        Discharge Rate Calculation for Clinker Silo by CAD

        □□侯員偉1,陳紅建2

        熟料庫設計時主要考慮庫的有效儲量和投資成本,在同場地和同規(guī)格的條件下庫的投資成本基本一致,因此庫的有效儲量是設計時考慮的重要因素,而庫的有效儲量通常采用庫的卸空率來表示,卸空率為有效儲量與總儲量的比值,即

        式中:η——卸空率

        V1——有效儲量

        V0——總儲量

        多點卸料的大直徑筒式熟料庫總儲量大,在大中型水泥廠熟料庫的設計中一般多采用這種形式的熟料庫。這種庫庫底卸料點多,庫內形成死料區(qū)的錐型較復雜,熟料庫有效儲量計算沒有標準的計算公式,用傳統(tǒng)的數(shù)學計算方法,計算結果不夠精確,因此本文介紹一種以CAD軟件為計算平臺,根據(jù)幾何實體造型,求幾何體體積的方法,可精確求解熟料庫的有效體積和卸空率,有助于解決熟料庫設計計算問題。

        1 計算條件

        通常一座?45m×45m的熟料庫,庫底設三條出料廊道,其中兩側的廊道內各設5個卸料口,中間的廊道內設7個卸料口,共17個卸料口,熟料休止角35°,庫內頂部預留1m料位報警高度,存料區(qū)總高44m,庫底板厚度1.2m。具體形式如圖1、圖2所示,其中區(qū)域A為錐體部分熟料,區(qū)域B為柱體部分熟料,區(qū)域C為不可卸出部分熟料,區(qū)域D為熟料庫底板。

        2 條件分析

        滿庫時,庫內熟料體積由圖2中A區(qū)域、B區(qū)域和C區(qū)域共同構成,等于總儲量V0,為了計算熟料庫的卸空率,還需要求得此熟料庫滿庫時可卸出部分熟料的體積,由圖2中A區(qū)域和B區(qū)域共同構成,等于有效儲量V1,V0-V1等于死料區(qū)C的體積。因此,解決問題的關鍵就是如何獲得V0和V1的體積,下面介紹根據(jù)熟料庫實體模型求V0和V1的設計過程。

        3 實體模型設計過程

        3.1 V1的模型設計

        (1)在CAD中先畫一個直徑45m,高度44m的圓柱體,再畫一個底面直徑?450m,錐面與水平面夾角35°的圓錐??紤]到后面要對這兩個實體取交集,此處圓錐的大小必須能夠將?45m×45m圓柱體包含在內,但不一定選取此實例中的底面直徑? 450m。另外圓錐與水平面的夾角必須取熟料的休止角35°。然后將圓錐的頂點放置在圓柱體的上頂面中心,再對這兩個實體取交集,即可得到圖2中A+B+C+D的體積總和。

        (2)然后再畫一個底面直徑450m,錐面與水平面夾角35°的向下圓錐。同樣考慮到后面要對實體取交集,此處圓錐的大小必須能夠將? 45m×45m圓柱體包含在內,但不一定選取此實例中的底面直徑?450m,圓錐與水平面的夾角仍然必須取熟料的休止角35°。接著將這個圓錐體復制17個放到如圖1所示的卸料口中心,再將這17個圓錐沿z軸方向向下移動280mm(使卸料口尺寸達到? 800mm),然后在CAD中對這17個圓錐取并集。

        (3)接著對(1)和(2)中所得到的幾何體取交集,即可得到需要的幾何體V1,外形如圖3所示。最后利用CAD中面域/質量特性查詢功能,可以查出?45m×45m的熟料庫裝滿時可卸出的熟料所占的體積V1=48433m3。

        3.2 V0的模型設計

        從圖2中可以看出,V0只是比V1多了死料區(qū)C部分的體積,所以只需要把死料區(qū)C部分的體積加到V1幾何體中,即可得到V0。因此,需要先設計一個?45m×20m的圓柱體,此處圓柱體的高度必須大于死料區(qū)C部分的高度,但不一定選取此實例中的20m。然后將此圓柱體的下底面中心與V1幾何體的下底面中心重合放置,接著將此圓柱體沿z軸向上移動1200mm,再對V1幾何體和此圓柱取并集,所得到的幾何體體積就是V0,外形如圖4所示。最后再利用CAD中面域/質量特性查詢功能,查出? 45m×45m的熟料庫裝滿時熟料所占的體積V0=51483m3。3.3 卸空率計算

        按以上方法得到V1和V0的值以后,再由卸空率計算公式η=V1/V0,即可計算出該熟料庫的卸空率η=48433/51483×100%=94%。

        4 小結

        采用CAD軟件輔助計算熟料庫卸空率的方法,能精確計算卸空率,減少復雜計算,降低計算難度。該方法形象直觀,有CAD使用經驗者很容易掌握。

        Tq172.683

        碼;N

        1001-6171(2010)06-0046-02

        通訊地址:1中國建材裝備有限公司技術中心,北京 100037;2河北理工大學冶金與能源學院,河北 唐山 063000;

        2010-04-26;

        趙 蓮

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