黃錦祝

HUANG Jin-zhu

（廣西機電職業(yè)技術(shù)學(xué)院, 南寧 530007）

0 引言

攪拌操作對于過程工業(yè)來說是非常重要的一部分，充分的了解當下傳動裝置的計算，根據(jù)不同的材料考慮不同的影響因素，探索性的引入了當量計算攪拌功率的方法，從而開發(fā)出具有軸徑計算，軸徑校核和資料查詢的軟件，同時軟件中還添加了一些計算所用到的數(shù)據(jù)庫參數(shù)，從而使得軟件得到更好的完善。

1 攪拌過程的重要性

攪拌過程是過程工業(yè)中非常關(guān)鍵的一步，其重要作用是促進物料的流動、分布、傳質(zhì)和反應(yīng)等，當下為了獲得良好的攪拌效果，主要把攪拌反應(yīng)釜的研究和設(shè)計集中在對新型的攪拌器和釜體結(jié)構(gòu)的研究設(shè)計上。根據(jù)現(xiàn)在攪拌設(shè)備的可用的軟件主要趨向于對釜體表面的強度和面向介質(zhì)的攪拌反應(yīng)釜CAD系統(tǒng)的開發(fā)研究，然而，對于不同的軟件而言其適應(yīng)性也是不同的。根據(jù)不同的攪拌器的本身結(jié)構(gòu)和對其不同的操作條件，開發(fā)設(shè)計出攪拌轉(zhuǎn)動裝置設(shè)計計算的軟件，尤其是能夠快速確定校核傳動裝置的功率以及攪拌直徑等相關(guān)參數(shù)的軟件具有很重要的現(xiàn)實性意義。通過對前人的結(jié)果進行一定的測試，在進行一定的理論分析，從而得出關(guān)于功率的計算的修正參數(shù)，這在一定程度上舍得軟件的開發(fā)過程得到了簡化，從而能夠更好的開發(fā)設(shè)計出簡化計算過程的軟件。

2 了解一些基本的參數(shù)

面對當下工業(yè)生產(chǎn)的環(huán)境，大部分的攪拌操作都是有機械來操作完成的，機械的攪拌設(shè)備主要由攪拌裝置，軸封和攪拌罐三部分組成的。其結(jié)構(gòu)圖如圖1所示。

圖1 攪拌裝置的組成

攪拌的功率是攪拌操作中非常重要的數(shù)據(jù)，這不僅可以作為選擇合適的電動機功率的參數(shù)，并且對于攪拌操作的效果具有重要的影響，因為能夠正確計算出攪拌的功率可以節(jié)約能量和提高攪拌操作的效果。但是受到各方面條件的限制，能夠準確的計算出攪拌功率是非常繁瑣的。然而在計算攪拌功率時，首先要求出攪拌槳的功率，從而應(yīng)用表1中的函數(shù)關(guān)系求出攪拌功率。

表1 攪拌功率計算

VB作為一種設(shè)計語言，主要是以對象為基礎(chǔ)，把事件驅(qū)動作為運動機制的可視化的特殊的程序設(shè)計語言，同時它還為WINDOWS的應(yīng)用程序提供了很強大的開發(fā)研究環(huán)境和工具，而且有很好的圖形化的用戶界面，所以用VB來編寫主界面的程序，用Microsoft Access2003來建立相應(yīng)的數(shù)據(jù)庫，除此之外，程序在設(shè)計的過程中還引用了當量的方法來引入關(guān)于攪拌功率計算公式的修正參數(shù)。

3 軟件設(shè)計的思路

3.1 必要的參數(shù)控制

在軟件設(shè)計的過程中如果對于傳動裝置的設(shè)計的計算過程全面的考慮各方面的影響因子，這樣計算的工程量會是非常大的，所以要輸入轉(zhuǎn)速和槳徑等有限的影響參數(shù)來完成軟件能的開發(fā)設(shè)計。這樣讓軟件計算出攪拌的功率，軸的直徑和臨界的轉(zhuǎn)速等可用數(shù)據(jù)來進行校核。但是在功率計算公式當量化的過程中，要根據(jù)相應(yīng)的影響因子來確定好普遍化關(guān)聯(lián)式的修正參數(shù)。

3.2 當量的方法和過程

對于軟件所涉及到到的功率的計算公式要根據(jù)幾種常用的功率計算公式并且相應(yīng)的引入修正參數(shù)，幾種基本的槳型采用了當量和建立相應(yīng)的關(guān)聯(lián)式的方法，這樣相應(yīng)的普遍關(guān)聯(lián)式再乘以相應(yīng)的修正參數(shù)就簡便了很多。但是對于攪拌槳的功率的計算公式在實用普遍化的關(guān)聯(lián)式時要根據(jù)不同的槳型采用不同的參數(shù)，例如對于六葉的槳型不能按照兩葉來簡化計算等。

3.3 軟件的設(shè)計實現(xiàn)和功能

軟件采用了圓盤渦輪，六直葉開式渦輪，二葉平槳錨式槳，雙螺帶槳，六彎葉開式渦輪和折葉開式渦輪七種常見的攪拌器，然而采用了當量方法的有二葉平槳，錨式槳和雙螺帶槳，并且利用VB軟件進行編程，將當量后的普遍化的關(guān)聯(lián)式相應(yīng)的轉(zhuǎn)化成程序語言。然而對于多層的攪拌槳來說，將單層的攪拌槳的功率計算出來，最后再乘以相應(yīng)的層數(shù)，經(jīng)過一定的比較之后將其并入到相應(yīng)的修正參數(shù)中去。這樣的程序設(shè)計簡化了計算的過程，但是，受到很多因素的影響也使得計算的結(jié)果存在一定的誤差。經(jīng)過多次的實踐測試驗證，在適用的范圍內(nèi)計算出的功率的輸出值誤差在10%以內(nèi)是完全符合設(shè)計要求的。

攪拌傳動裝置的軟件研究設(shè)計主要包括功率計算、軸徑計算、軸徑校核、臨界轉(zhuǎn)速計算和數(shù)據(jù)庫的查詢等不同的模塊。結(jié)構(gòu)圖如圖2所示：

圖2 攪拌傳動裝置的軟件組成

對于一些設(shè)計計算過程的簡化，這樣在一定程度上可以更好的利用程序語言來對整個設(shè)計計算過程進行有效的優(yōu)化處理，這就需要先把一些需要重復(fù)進行的工作能夠通過編程來更好的實現(xiàn)，其次就是通過建立相應(yīng)的數(shù)據(jù)庫，將整個設(shè)計計算過程中的需要的各種參數(shù)進行相應(yīng)的歸納總結(jié)，從而能夠為以后做好打算，可以通過編程直接調(diào)用。該軟件的主要功能是能夠進行軸徑校核，軸徑的計算以及資料的查詢和計算數(shù)據(jù)的保存，進而能夠生成相對應(yīng)的設(shè)計計算的說明書，從而能夠更好的輸入最重要的設(shè)計的參數(shù)，讓其能夠輸出攪拌傳動裝置的相關(guān)的數(shù)據(jù)參數(shù)和一些圖表的展示，這樣就在一定程度上簡化了復(fù)雜的計算和選型的過程，從而很大程度上提高了工作的效率。

3.4 軟件的數(shù)據(jù)庫的實現(xiàn)

當下的數(shù)據(jù)庫采用的是通過Microsoft Access2003來建立的，在這其中主要包括一些常用的材料性質(zhì)，常用的介質(zhì)特性和密度以及一些粘度數(shù)據(jù)參數(shù)。然而數(shù)據(jù)庫的訪問采用的是ADO的技術(shù)，這項技術(shù)是通過數(shù)據(jù)的訪問接口使得程序設(shè)計者能夠簡單的創(chuàng)建出幾個對象，從而能夠連接到數(shù)據(jù)的來源，更好的獲取所需要的數(shù)據(jù)進而更好的進行數(shù)據(jù)訪問后的操作，所以ADO技術(shù)數(shù)據(jù)庫的訪問有以下步驟：

1）要使得網(wǎng)絡(luò)的對象能夠連接到數(shù)據(jù)源。

2）要使用Record 來選擇對象從而對數(shù)據(jù)庫進行相應(yīng)的操作，這樣可以完成對數(shù)據(jù)的移動，刪除以及查詢更新等操作。

3）通過實用command對象對數(shù)據(jù)源執(zhí)行的命令來進行定義，這主要是為了通過提供SQL的命令來對數(shù)據(jù)庫進行操作。

然而數(shù)據(jù)庫的查詢界面主要包括介質(zhì)密度，粘度以及材料的特性等常用的部分，這樣數(shù)據(jù)庫的建立在很大的程度上使得設(shè)計人員對數(shù)據(jù)的查詢變得更加的方便，從而節(jié)省了繁瑣的資料查找時間。

4 軟件本身的使用要求及適用的范圍

該軟件的使用要求:

1）對于輸入的相關(guān)數(shù)據(jù)校核的部分要按照順序來進行依次的校核，同時要保證輸入的數(shù)據(jù)本身的單位要和提示的單位保持一樣，這樣才能進行有效的校核。

2）對于計算結(jié)果的區(qū)域不給予手工輸入數(shù)據(jù)的的支持，這樣在一定程度上能夠有效的防止計算的更改。

軟件的適用范圍是：

1）該軟件的設(shè)計適用于圓盤渦輪，二葉平槳以及錨式槳和雙螺帶槳等一些常用的攪拌器，對于一些比較復(fù)雜的不是很適用。

2）同時該軟件比較適用于一些中低粘度的牛頓流體。

3）該軟件比較適用于等直徑的懸臂軸，兩端簡支以及一段固支一段簡支等直徑的單跨軸。

5 對軟件使用的舉例驗證

這里主要通過一組數(shù)據(jù)來進行一下相應(yīng)的比較。

軟件的計算結(jié)果和公式的計算結(jié)果比較如表2所示：

表2 軟件的計算結(jié)果和公式的計算結(jié)果比較

通過對上述數(shù)據(jù)的比較，兩者的雷諾數(shù)的計算過程完全的相符，并且誤差主要出現(xiàn)在功率準數(shù)的部分。傳統(tǒng)的設(shè)計計算是通過永田的攪拌功率計算公式而算出來的，然而軟件的計算是通過當量后的關(guān)聯(lián)式而計算出來的，關(guān)聯(lián)式是在原有的基礎(chǔ)式和邊界條件上從理論上推理出的幾何參數(shù)，然后再能夠考慮到三維的幾何參數(shù)，進而對其結(jié)果能過進行相應(yīng)的修正，導(dǎo)入修正后的參最后得出相應(yīng)的結(jié)果，但是軟件計算和公式計算的結(jié)果誤差在10%左右。所以，在一定程度上對于該軟件已經(jīng)有一個有效的了解和驗證，從而能夠承認該軟件研究設(shè)計的合理性，雖然仍有一定的誤差存在，但是這是在可以接受的范圍之內(nèi)的。

6 結(jié)束語

本文通過對基于VB的攪拌傳動裝置軟件的設(shè)計開發(fā)的論述和研究使得對于攪拌傳動裝置有了一定的了解，并且能夠比較深入的了解了攪拌傳動裝置的構(gòu)成，同時對于VB程序語言的編程技術(shù)有了更深的學(xué)習(xí)。面對當下科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，只有做好各方面技術(shù)的綜合創(chuàng)新才能更好的滿足當下社會不斷發(fā)展的需求，基于VB的攪拌傳動裝置軟件的設(shè)計開發(fā)在一定程度上大大提高了工作的效率，并且為以后進一步進行二次開發(fā)以及數(shù)據(jù)庫的擴充有重要作用，為后續(xù)的完善和發(fā)展提供了良好的條件。

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