船舶风管设计计算CAD
[计算机应用 C D ]
船舶风管设计计算C D
安毓辉
[关键词]风管 设计计算 校核计算 阻力计算 沿程阻力 局部阻力 VISU L LISP DCL 对话框
[摘要]本文主要介绍了船舶通风管道的设计计算~校核计算及阻力计算 阐述了风管设计计算的过程 以及如何利用 UTO C D 的二次开发功能(VISU L LISP 和DCL 语言D 编制 UTO C D 环境下的计算程序 以达到在 UTO C D 绘图时辅助设计计算的目的 提高专业人员的工作效率 供通风专业设计人员参考O
[中图分类号]U 664. 84+1
[文献标识码]
[文章编号]1OO1-9855(2OO2D O5-OO55-O4
CAD system f or design and calculation of ship Ventilation duct
n Yuhui
Keywords :ventilation duct design calculation checking calculation resistance calculation through -the -duct resistance local resistance VISU L LISP DCL dialogue easel
Abstract :This paper mainly introduces the design calculation of ship sventilation duct checking calculation and resistance calculation . It also expounds the calculation procedure of duct design and how to use the customization capability of UTO C D system (language VISU L LISP and DCL D to develop specific calculation program working under UTO C D environment for the purpose to provide the ventilation system designers a tool to carry out design calculation in conducting UTO C D design and to improve working efficiency .
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前言
船舶通风管道的设计是整个船舶PV C 系统设计的一部分 风道计算通常为了解决三类计算问题O
第一类为设计计算:在通风系统设计中当已知通风系统的通风量时 选择合适的风管尺寸 确定合适的风速和阻力 以便选择合适的风机和电动机的功率O
第二类为校核计算:在通风系统设计中假定风量和风速已知 如何选择最经济的风管尺寸 减少系统的阻力 以便核算风机压头是否能够满足要求O
第三类为风管阻力计算:阻力计算是为前二者服务 核算出某一段风管或一系列风管的阻力大小以确定风机压头是否能满足要求O
基于上述所涉及的计算问题 为了便于在图纸
通风管道的设计计算~校核计算和阻力计算是PV C (采暖通风空调D 专业设计中的重要一环O 目前 计算机辅助设计(C D D 在船舶设计中的应用越来越广泛 利用 UTOC D 二次开发功能开发在 UTOC D 绘图状态下通风管道的计算程序 可以使设计人员能边绘图边进行简单的风管设计~校核及阻力计算 使通风系统的设计更加趋于合理 提高设计人员的工作效率O
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概述
[收稿日期]2OO2-6-12作者简介[]安毓辉(1972. 2-D 男 汉族 工程师 主要从事船舶制冷设计工作O
的设计绘制中进行计算 笔者用AUTOCAD Z 000所携带的VISUAL LISP 和对话框编程工具开发了一个在AUTOCAD 环境下运行的程序 目的是在设计绘图的同时对风管进行一些简单的设计计算 程序界面如下:
该程序由三个功能模块组成:校核风管风速模块~风管尺寸选择模块~风管阻力计算模块O
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校核风管风速
校核风管风速模块的功能主要是在风量已知的
情况下 选择适当的风管尺寸 使风管风速控制在一个合理的范围内 对于船舶机械通风系统的设计 一般通风总管内的空气流速为6~8m /S 为佳 风速过大会造成系统阻力增加和噪声问题O 3. 1
计算公式
对于圆形风管 风速的计算公式如下:
U =
3600 T1Z
其中V 风量m 3/h
1 圆形风管半径m U 风管风速m /S
对于矩形风管 风速的计算公式如下:
U =
3600
其中V 风量m 3/h
矩形风管宽度m 矩形风管厚度m U 风管风速m /S 3. 2程序说明
该程序的界面如下图:
用户需输入风量 并选择风管的尺寸 即可得到计算结果O 当选择标准圆形风管时 在风管尺寸选择框中 会自动列出船用标准圆形风管尺寸供用户选择 当选择标准矩形风管时 在风管尺寸选择框中
会自动列出船用标准矩形风管尺寸供用户选择O 用户可以不断调整选择风管的尺寸直到风管风速达到设计的要求O
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风管尺寸选择
风管尺寸选择模块的功能主要是在风量已知的
情况下 假定一个风速 计算机将自动选择出一个合适的风管尺寸 并计算出实际风速 使实际风速最接近于用户假定的风速O 该程序模块能使用户在一定的风速范围内选择出与之相匹配的最佳风管尺寸O 4. 1
计算公式
对于圆形风管 半径的计算公式如下:
1=
其中V 风量m 3/h
U 假定风管风速m /S 1 圆形风管半径m 对于矩形风管 风速的计算公式如下:
S =
3600 U
其中V 风量m /S
U 假定风管风速m /S
S 矩形风管有效通风面积m Z
4. 2
程序说明
该程序界面如下:
其中R 比摩阻9Pa /m
U 管段内气体平均流速9m /S 9当流量V
(m 3/h ) 已知时9U =D 管段内直径9m 对于矩形风管:
R =0. 01163
其中R 比摩阻9Pa /m
3600 T D Z
1. 895
1. Z 17a-b
U 管段内气体平均流速9m /S 9当流量V
此程序实际上是上一个程序的逆过程9用户可以预先假定一个风速和风量9并选择风管的类型9计算机将自动计算并同数据库中的数据进行比较9最终推荐用户使用最合适的风管尺寸9并同时计算出实际的风速供设计人员参考(注:本程序将优先推荐船
用标准圆形和矩形风管尺寸) O
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风管阻力计算
风管阻力计算模块的功能主要是为了计算某一
段风管在一定风量下的实际流速和阻力9用于校核风机的压头是否能满足系统的要求9并且可以帮助设计人员判断某段风管的阻力是否太大9风管和附件的布置是否合理O 5. ]
计算公式
空气流动的阻力分为两类:一类是由于空气本身的粘滞性及其与管壁间的摩擦而造成的沿程能量损失9即沿程阻力损失; 另一类是空气流经某一管件时9由于均匀流遭到破坏9引起流速的大小9方向的改变9产生涡流而造成的能量损失9即局部阻力损失O 因此风管的阻力计算包括沿程阻力计算和局部阻力计算O
5. 1. 1沿程阻力计算
沿程阻力计算我们一般采用比摩阻直接计算法9并假定管壁粗糙度 为0. 15mm O
对于圆形风管:
1. 895
R =0. 01163D
1. Z 17
(m 3/h ) 已知时9U =3600 a b
D 管段内直径9m 管道沿程阻力:AP m =R
其中 管道的长度9m 5. 1. Z 局部阻力计算
局部阻力可用下式计算:
AP Z =Z
Z Z
其中Z 为管路附件的局部阻力系统
U 管道内气体平均流速9m /S
0 气体的密度9kg /m
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下表列出了船用通风管路上常用的一些风管附件的局部阻力系数:
表]
风管附件局部阻力系数表
常用船舶风管附件
近似局部阻力系数
90 弯头0. 3三通(直) 0. Z 三通(支)
1. 3渐扩0. Z 渐缩0. 1突缩0. 5突
扩
1多叶阀0. 5蝶
阀
0. Z 收缩喷头17侧送风口Z 排风口3. 5进风口1. 4散流器1风
帽
1乙字弯0. 15矩角弯
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由于局部管件的种类繁多, 形体各异, 其边壁的变化大多数较为复杂, 加之紊流本身的复杂性, 多数局部管件的计算, 至今还不能从理论上解决0只能借助于实验方法的经验公式或实验数据来解决0上表仅列出了在船舶风管阻力计算中常用的一些管道附件, 至于表中未列出的附件, 可查阅相关设计手册或计算公式0
5. 1. 3管道总阻力计算
管道的总阻力即沿程阻力和局部阻力之和, 计算公式如下,
程序目前仅适用于船用标准圆形和矩形风管尺寸D 0
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编程界面与程序流程图
本风管设计计算程序采用AUTOCAD 对话框的界面形式, 人机界面友好, 简单明了, 易于使用, 编程语言使用了VISUAL LISP 和DCL , 程序的流程示意图如下
,
AP =AP m -AP z =Rl -{
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在实船应用中我们常常采用当量长度法来进行近似计算, 即局部阻力损失用以等值的摩擦阻力损失来代替, 其实质是将局部阻力系数{的值折算成相当的沿程阻力损失长度l d , 即, l d =0. 41-{
-V 0. 609-U -0. 504其中V 风量, m 3/h
U 流速, m /s
风管此时的计算长度应等于实际长度和当量长度之和, l h =l -l d
因此管道中的阻力损失, AP =Rl h
本程序即采用当量长度计算法编制而成05. 2
程序说明程序界面如下,
用户需输入所要计算的某段风管的风量~风管的实际长度~管道附件的种类和数量, 并预先假定风管内的风速0程序将会把计算的结果显示在右侧的结果输出栏中, 用户可以根据计算的结果校核一下管道的阻力, 并可以适当的修正一下风量和风管尺寸以使管道的阻力损失控制在一定的范围内
船舶风管设计计算CAD
作者：作者单位：刊名：英文刊名：年，卷(期)：被引用次数：
安毓辉
船舶
SHIP & BOAT2002(5)1次
1. 船舶设计实用手册 1999
2. 《AUTOCAD 2000-VISUAL LISP开发人员手册》 19993. 《AUTOCAD 2000-AUTOLISP参考》- 19994. 冯永芳 实用通风空调风道计算法
1. 杨涛 超重力油烟净化设备机理分析与系统设计及其应用研究[学位论文]硕士 2005
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