離心鼓風機設計軟體的開發論文
離心鼓風機設計軟體的開發論文
採用Visual Basic程式設計軟體開發運行於Windows作業系統下的離心鼓風機設計軟體，介紹了軟體的程式設計思想、主要功能、應用範圍及發展前景。
本文透過對風壓、空氣、製造材料等條件的分析，介紹了風機設計軟體系統的結構、原理與功能，展示瞭如何依靠計算機進行風機的輔助設計。應用設計軟體系統，可以降低風機制造成本，縮短工期，提高經濟效益。
在設計條件下，風壓為15kPa～200kPa或壓縮比ε=1.15～3.5的風機稱為鼓風機，鼓風機輸送介質以空氣、煤氣、二氧化硫及其他惰性氣體為主。也可按需生產輸送其他易燃、易爆、易蝕、有毒及特殊氣體。因而能廣泛適用於冶金、石化、食品、礦井、紡織、煤氣站、氣力輸送、汙水處理等各工業部門。在鼓風機產品設計中，傳統的鼓風機氣動效能計算藉助於計算器進行手工簡單計算，隨著計算機技術的發展，採用高階計算機語言如Basic、FORTRAN等編制的程式逐步代替了低效率的手工計算，這種程式一般運行於DOS作業系統下，介面操作非常繁瑣，功能比較單一，很多常用計算仍需手工計算。
在WINDOWS 2000以上的系統下會顯示亂碼、經常出現迴圈宕機等，這樣難免會出現一些非人為的設計錯誤。本論文介紹了在Windows下開發的基於WINDOWS作業系統下的鼓風機設計軟體。
1 軟體的程式設計思想
離心鼓風機設計軟體的開發不僅要滿足一般產品設計的氣動計算功能，而且應整合一些常用的計算，並實現資料連算以提高設計效率。在程式設計工具方面，一種是面向過程的，如：FORTRAN、BASIC、C語言等;另一種是面向物件的視覺化程式設計，如：Visual Basic、Visual C++等。面向過程的是不穩定的，一是軟體程式碼的重用性很差，即使重用，也是簡單的複製和複製，程式碼數量急劇增加，而不能直接繼承和應用。二是面向過程的方法將資料和過程分離，不方便資料管理，使得資料的改變很可能帶來程式碼的.變化。為使軟體的功能多元化，提高程式的實用性，程式設計工具選擇了面向物件的執行效率較高的Visual Basic。
2 設計軟體的功能
2.1 軟體主要結構(圖1)
圖1 軟體主要結構圖
2.2 軟體的介面設計
軟體介面採用了windows對話方塊視窗形式，方便設計者與計算機的資料互動、管理。軟體的任務指令採用工具欄按鈕與選單共用的形式，透過工具欄按鈕或選單命令均能快速的找到相應的計算任務指令。
2.3 軟體的主要計算功能
(1)實現離心鼓風機計算各子程式的資料輸入、資料儲存、計算結果輸出、列印功能。(2)物性引數計算中介質組分包含了常規的52種氣體。(3)實現從物性引數輸入到所需氣動引數輸出的連算功能，中間不需任何手算。(4)增加氣動效能的五級葉輪連算，效能引數逐級輸出。(5)在進行計算之前對輸入資料加以合理性驗證，以減少計算過程中的死迴圈。(6)強大的ADO資料庫功能，支援SQL資料庫查詢，並可隨著新產品的數量增加對資料庫進行更新。(7)葉輪幾何引數可方便的從葉輪資料庫中直接讀取，高效的利用現有圖紙以節省資源。
2.4 軟體的查詢功能
(1)單位換算查詢。(2)飽和水壓力查詢。(3)葉輪幾何引數的查詢。(4)軸承耗油量及功率損失的查詢。
2.5 軟體程式設計中資料輸入及計算報告的最佳化
圖2 軟體的資料輸入視窗部分截圖
圖3 葉輪的主要幾何引數
(1)“介質組分體積比率”在相應的組分處填入體積百分比，填入0～1的小數或0～100的百分比，程式均能識別各組分體積比之和是否等於1或100，如果大於或小於1或100程式會加以提示。(2)進口引數中“流量”為不考慮餘量的值，“流量餘量”另輸入數值。流量的輸入值的幹、溼狀態由“□溼”的複選框選擇與否來確定。如：輸入的流量為溼氣體，則將“□溼”選中。流量單位選擇scfm時，“□溼”不用選擇，這時的標準流量對應於標準狀態2(psi、°F、%)。(3)“入口壓損”為鼓風機進口壓力損失。
程式計算時自動將進口壓力換算到進口法蘭處。(4)“相對溼度”為鼓風機執行狀態下的相對溼度，填入的數值範圍為0～100。(5)“出口壓力”為鼓風機的實際要求的壓力，壓力餘量在程式計算過程中計算。(6)“葉輪幾何引數”為流道的幾何尺寸，葉輪各引數如圖3。(7)進口直徑D1取葉片進口的平均中徑。(8)“變速機 / 耦合器功率損失係數”為原動機功率的百分比，程式自動計算功率損失並考慮在軸功率內。(9)“葉輪資料庫”為已設計存檔的葉輪資料，可直接將選中的葉輪幾何引數讀入到對話方塊中供計算用，如果對話方塊中已經填入資料，程式會作出是否替換的提示。(10)“計算結果分析”包括計算報告和引數分析，計算報告包括三部分內容：計算日期(自動取系統日期和時間)、輸入資料、計算結果。引數分析根據設計規範的要求做以下主要引數的判定：出口壓力、相對速比w1/w2、葉輪衝角、葉輪流量係數、擴壓器衝角、出口流速。
如果出現不合理的數值以紅色字型在計算報告右側加以提示供設計者參考。(11)如果計算完畢輸入資料沒有儲存，程式會在窗體的標題欄名稱尾部以“*”號標識，並在窗體關閉時給予提示。(12)計算完畢點【列印】既可將計算報告輸出到指定的印表機。(13)計算報告的一些說明：中 “壓力餘量”為升壓ΔP的百分比，“出口壓力”為考慮壓力餘量後實際能達到的壓力。“軸振動設計值”程式根據API617-2002計算出數值。
3軟體部署及加密
為嚴格保守商業秘密，保護企業智慧財產權，防止未經授權而擅自複製或傳播本軟體，特將軟體打包成標準的windows installer 安裝程式，並採用了硬體序列號加密，實現一機對應唯一序列號。
4設計軟體的外部介面
隨著本行業的新技術的進步，軟體也在不斷的更新和最佳化，在程式內部預留的CAD的繪圖介面，可輸出CAD繪圖軟體可讀取的資料，以實現自動繪圖功能。在計算報告輸出中可與Excel連線，在Excel中對計算結果再處理，完成更多的設計需求。
5設計軟體開發總結及展望
透過Visual Basic程式設計工具開發的離心鼓風機設計軟體，不僅實現了離心鼓風機產品設計的詳細氣動計算，而且集成了很多常用的設計計算子程式，並對計算過程、計算方法、軟體操作進行了最佳化，大大提高了鼓風機的設計工作效率，為鼓風機制造廠間接的提高了經濟效益。隨著科學技術的發展，軟體的版本、功能也在不斷的更新中，在未來的發展中，該軟體還應結合商業CAD軟體做一些二次開發，提供更為便捷的設計工具。