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基于SolidWorks的板式换热器参数化建模系统

发表时间: 2014/11/12 作者: 黄建龙*孙付仲*吴志刚 来源: 互联网
文章以板式换热器为设计对象、Visual Basic 6.O为编程语言、Microsoft Access为工程数据库,开发出适合板式换热器的参数化设计系统,使设计效率得到提高,降低了设计成本。
 

    板式换热器是一种以波纹板为传热面,以对流和热传导为主要手段,在不同温度的两种或两种以上流体之间传递热量的设备。它以高效、紧凑、节能的特点广泛应用于化工、炼油、动力、食品、轻工、原子能、制药、航空及其它许多工业部门。但是板式换热器的设计投资比较大,在化工中,其约占总投资的10%~20%;在炼油厂中,该项投资约占总投资的35%~40%。因此,为了节约成本,必须突破传统设计方法的束缚,充分利用计算机设计软件开发一种新的设计方法。

    基于SolidWorks的参数化建模是一种现代化的设计方法,它是针对SolidWorks提供的插件功能不符合我国国标、不带有标准件、不能满足特殊行业需求等而提出的。当前,国内外学者对其做了大量的研究工作,使SolidWorks参数化建模技术广泛应用于各行各业,不仅提高了设计效率,降低了设计成本,而且可以实现其它功能的定制。但是在板式换热器设计中,还没有系统的开发应用研究。本文应用SolidWorks的参数化建模方法,对板式换热器进行本土化二次开发,开发出板式换热器参数化建模系统。系统将设计主参数在参数化界面上输入,通过后台程序计算,得到换热器板片数量、类型以及总体结构的尺寸参数,将参数存储到数据库中,最后通过调用数据库中的生成参数修改标准库标准模型,从而建立所需的零部件及装配体的实体模型。该系统可以大大降低设计成本,提高设计效率。

1  系统规划

    1.1  系统目标

    本参数化操作系统主要是借助Visual Basic对机械设计软件SolidWorks进行开发,通过ADO技术实现Visual Basic与数据库的链接,通过API接口技术实现Visual Basic对SolidWorks的开发,通过设计的参数化操作界面方便、快速地完成板式换热器三维模型零部件及装配体的建立。

    1.2 主参数确定

    图1为板式换热器的设计流程图,从图中可以看出,通过SolidWorks API接口可以添加菜单项,通过菜单项可以打开参数化操作界面,对于参数化界面的操作,主要依靠主参数的输入来生成新的模型,因此,要完成系统的开发,首先要确定主参数。

设计流程图

图1 设计流程图

    板式换热器由固定板、活动板、上导杆、下导杆、立柱、夹紧螺栓、板片和密封垫等组成。在工作过程中,板片的类型、片数等直接影响换热效果:上导杆和下导杆会因介质的流入与板片、活动板、固定板的重力影响产生挠度变形;固定板、活动板和夹紧螺栓会因为进出口压力差而产生板片振动,发生变形。

    同时,由换热量公式:

    式中:V为介质的体积流量,m3/S;G为介质的质量流量,kg/s;ρ为介质密度;cp为比热容;t为温度;h为热介质;c为冷介质;i为进口位置;o为出口位置。

    由以上公式可得.板式换热器主参数为:冷热介质的流量、进出口温度(至少选其中五项)和系统的最大压降。

 




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责任编辑:程玥