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1、管壳式换热器自动布管CAD系统第34卷第3期20ff2年5月四川大学学报(工程科学版)JOURNALOFSICHUANLqP,TRSITY(ENGIIERI)JGSCIENCEEDITION)Vol34No.3M鲆22文章编号:10093o87(2ooz)o3-oln-oz管壳式换热器自动布管CAD系统孙桥,杨忠福,邓金权(四川大学制造科学与工程学院,四川成都610065)摘要:介绍管壳式换热器的自动布管方法,包括正三角形和正方形等4种标准排列.该系统以AutoCAI)20OO为开发平台,以VisualLisp和VBA为开发工具,能根据不同流程,不同排列方式.自动绘出管板布管图,缩短了换热器的
2、设计周期并提高了设计质量.关键词:换热器;cAD;管板布管中图分类号:TP39172文献标识谒:ACADSystemonTubeArrangingforTube-sheetExchangeersSUNQ,YVGzho-#,DENGJin-quan(SchoolofManufactaningSci.andEng.,SichuanUniv.,(kn61165,China)Abstract:Tiffspaperpresentsanauto?arrangementmethodofheattubesfortube?sheetheat-exchanger.ItCallbeusedtoarrange4sta
3、ndardpatternsofpipdinelayout(30./60/45./90).Titeztem,developedbyVisualLispandVBA,isbasedOilAutoCAD2(X)0.Accordingtovariousflow0I如andpipepatterns,itCallproducetheideallayout,whichshortensthedesi目nirperiodandbettersthedesigningqualRy.Keywords:heat?exchanger;CAD;Pipeline?hyout如何将CAD引入换热器的设计,减少设计人员在设计当中
4、的重复性劳动,提高设计速度,设计水平,已引起了国内外有关专业人员的关注.作者着重论述在换热器前期设计已经完成的情况下,利用其结果进行参数化自动布管设计.管壳式换热器自动布管CM)系统是基于最新版本AuCADR2000进行开发的.本系统采用vi.sualLisp与VBA相结合的方法,利用VBA做主要的计算和界面设计,利用Lisp作图形功能的开发.Lisp语言简单灵活,具有强大的图形处理功能,开发效率高_1J.VBA作为AutoCAD的内置开发工具,具有强大的窗体创建功能,能十分方便地为应用程序建立对话框及其它屏幕界面.它的设计计算和数据处理方面的功能也远较Lisp强大C.收稿日期:2001437
5、一l2作者简介:孙桥(1972-),男,硕士生研究方向:CADI系统功能和系统模块系统中存在两种设计情况,即已知壳体内径的自动布管和已知热管根数的自动布管.在管壳式换热器自动布管CAD设计中.按照钢制管壳式换热器设计规定,对热管的4种标准形式,即:正三角形排列,转角正三角形排列,正方形排列和转角正方形排列进行综合排管.换热器管程数一般有I,2.第3期孙桥,等:管壳式换热器自动布借CAD系统l23囤1管壳式换热器管板布管选择对话框.1Diatogbox0ftheplodlnelayout2排管算法设计的关键在于寻求一个通用的模块,它能对不同管程组台进行布管,在多管程的布管中满足各管程管根数大致相
6、等,以及实现管心线绘制与边界的搜索等.2.I排管算法一弦线法在已知壳体内径情形下,对各管程布管可看作对各带进行布管排列,而每一带排列又细分为对若干排布管.利用弦线法可以确定每排排管数,考虑每排末点可行性,并且避免了判断计算末点径向是否超域.系统采用管束极限圆定制弦线长,将排管问题转化为每排可放多少管心点.该算法仅需要两个参数:管程起点P,管程管心高就可以排列其中一程(如图2所示).图2弦线法布管B2皿layout商曲瞄based(gltthet,se,mmemethod2.2多管程布管管程逼近算法解决了单带排管算法后,不同管程布管的算法就迎刃而解.多管程数排管的各带布管是传递不同的起点P和带宽
7、,其关键在于如何得到这个带高,巩.已知总的带高是一定的,而满足管程间管根数大致相等的中心高,总是唯一的,这就存在一种可靠较优的逼近算法.本设计的逼近算法分两步:一是粗步逼近.从第一程较小,管根数相对较少布管开始,一步一步加大管心高,直到管根数之差从负到正为止,取正负两情况较小的一种;二是控制误差逼近.在上一步快速逼近中,其管程问管根数可能相差较大,要使其管程管根数大致相等,满足5%误差要求,须作近一步逼近.2.3已知热管根数布管算法一变步长逼近法系统采用变步长逐步搜索出满足已知管根数的壳体内径,然后按已知壳体内径的计算方法进行自动排管.其基本思想为:通过不同步长B,逐步搜索到满足已知热管管根数
8、的壳体内径区间D,D+|】c在开始阶段,采用较大步长加速找到壳体内径区问,然后逐步减小步长,使该区间达到较精确的范围f,J,J,最后近似取壳体内径D=(,J+,J一)/2.3运行结果系统实现了多种标准管排的参数化自动化,为快速设计提供了可靠的技术参考,可方便的查看设计结果并有后序增添拉杆等功能.图3为60.六管程排管结:.囤3换热器CAD系统运行结果(60qRg.3Anaa呷lelayout0f衲hB系统实现了带状,H型排列方式的30,60.,45.和9o.管:竞式换热器自动布管,能快速有效地输出最大排管数和排管边缘直径,增强了设计过程的直观性,提高了设计质量和设计效率.参考文献:13郑忠俊.AIltccAD(脚)及程序设计M3.成都:成都科技大学出版社,200o.23王钰.用”qBA开发AutoCAD2000应用程序M3北京:人民邮电出版社,1999.33邱树林.换热器原理结构设计【M3.上海:上海交通大学出版社,1990.(编辑杨蓓】