应用设计选型（共12篇）
应用设计选型 篇1
软管总成指的是, 在既定的工况条件下, 为其提供全程的连接件技术及方案。通常包括包括密封件、硬管以及连接配件。在对软管总成进行设计选型时, 影响软管总成运用情况及效果的因素多样。因此, 如何对软管总成进行选型, 对我国机车上软管总成的应用具有十分重要的意义。
一、机车软管总成结构类型
通常情况下, 机车上软管总成结构类别主要分为金属型软管总成和橡胶型软管总成, 其各自结构现状及特点具体如下:金属型软管总成, 主要由两端软管接头及中间段金属软管构成。其中, ISO8434—1—1993规定是两端接头的使用规范, 中间段金属软管的主要组成元素则为波纹管外钢织网套以及波纹管[1]。由于不锈钢具有良好抗锈蚀作用, 一般情况下, 钢织网套以不锈钢质地的钢带或钢丝为选用对象。同时, 波纹管也具有良好的抗锈蚀性及折弯性。
橡胶型软管总成通常由两端软管接头及中间段橡胶软管构成。其中, 软管接头采用的规定型式与金属型软管总成两端接头的使用规范相同, 以此可快速的使整个机车的空气管路的系统对接达到一定的适应效果。另外, 中间段橡胶软管通常由外橡胶层、内橡胶层以及中间的增强层组成。外橡胶层属耐摩擦、低温、紫外线、热以及臭氧的合成型橡胶, 内橡胶层则为耐油型合成橡胶, 可有效的减少内壁空气压力损失, 达到减压的效果。
二、软管总成设计选型
2.1空气压力及环境的温度
在机车的装置中, 对软管总成进行选择时, 应主要到空气压力及环境的温度。若橡胶型软管总成去承受了产品规格之上的高温, 会导致其寿命明显缩短;若橡胶型软管总成去承受了产品规格之下的低温, 则会致使橡胶型软管总成弹性变形承受力下降, 且软管破裂。一般情况下, 现有机车运用的环境温度在-50至70℃间。由于聚酰胺、丁晴橡胶、聚乙烯以及氯丁橡胶等材质橡胶型软管可承受-50至100℃的环境温度, 在特殊低温环境下, 采用的聚四氟乙烯可承受-60至205℃的温度。因此, 现有机车可选用此类材质软管总成。
2.2软管总成工作的最大压力
机车上空气管路的系统功能主要为总风管系、辅助装置的用风管系、制动缸以及均衡的列车管系, 其最大的工作压力分别为1000k Pa、1000k Pa、600k Pa以及450k Pa[2]。对金属型软管总成来说, 波纹管的厚度越大, 其承受能力则越大。根据现有的金属型软管总成设计准则, 波纹管厚度通常为0.4mm, 且承受最大工作压为3000k Pa。同时, 对橡胶型软管总成来说, 相同层数织物相比, 钢织层承受能力较棉织层高, 不同层数织物相比, 层数高的承受力则较层数低的高。目前, 现有机车使用的最高空气压力为1000k Pa, 根据软管总成织物层的设计标准, 2层织层则可满足运用需求, 且可承受的最大工作压约为3500k Pa。
2.3软管总成的内径选择
空气管路的系统设计过程中, 冲入的压缩空气的时间、压力、容积以及管路布置长度等输入参数均预先给定, 因此, 可得到空气管路流速及流量, 其公式如下: (1) 、t为时间 (min) , l为管路的长度 (m) , N为流速 (m/s) , N=l/t; (2) 、t为时间 (min) , V为容积 (L) , Q为流量 (L/min) , Q=V/t[3]。同时, 在对软管总成内径设计选型时应以诺模图为参考依据, 通过在诺模图上确定流量及流速对应值, 将流速与流量两对应值点相连接, 两线的连接交点则为软管内径值。
三、软管总成的应用研究
3.1软管总成在机车车端的应用
机车上软管总成的应用主要作用是提高组装部件之间的适应性, 若机车组装的部件之间存有相对运动, 可通过软管柔性连接适应。另外, 机车上软管总成类型主要按压力空气高低级位置而定。由于机车车端软管为机车车辆之间的连接接口, 因此, 要求车端软管的选用应按照铁道行业的标准为基准, 以此保证接口之间的统一。另外, 由于机车车端软管常暴露在外, 因此车端软管应具有防紫外线条件, 以此更好的保证软管总成在机车车端的使用率。
3.2车体底架的软管应用
机车车体底架的软管主要是和转向架的管路进行软管连接, 在机车的运行过程, 转向架与车体间存在相对运动, 而通过软管柔性连接可有效的使软管间适应相对运动。由于, 橡胶型软管总成疲劳弯曲性较金属型软管总成高, 且橡胶型软管总成于相对运动过程中不会因迂折及拉伸与其它物体产生磨损碰撞, 长度也好选择。因此, 此处软管应选择橡胶型软管总成, 以保证机车车体底架的软管间的相对运动互相适应。
3.3机械间内的软管应用
机车上机械间内的软管通常将金属型软管总成作为选用对象, 其原因主要有以下三点:第一, 金属型软管总成本身可将压缩机震动引发的压力波有效吸收, 以此减少了压力波对机车制动系统影响。第二, 压缩机空气温度高, 金属型软管总成可满足压缩机的使用需求, 并可加速压缩空气中的热扩散, 以减少后部部件热影响。第三, 机械间内存在装配误差以及制造误差等因素。而金属型软管总成的应用, 可同时连接、更换方便、拆卸次数少以及装配便捷的部件, 并有效提高机车机械间内的装配适应度, 增加了管路的连接可靠性。
五、结束语
在本文对软管总成结构类型进行分析的基础上得知, 软管总成的设计选型适合与否直接影响到软管总成在机车的应用, 主要包括机车部件之间的相对运动以及部件对机车耐用性以及便捷性三大方面。因此, 科学合理并从机车的实际情况出发, 对软管总成进行设计选择和应用是提高机车使用年限和增加机车使用率的重要前提条件, 应得到有效关注。
参考文献
[1]朱毅, 李鹏飞.液压胶管总成主要参数与正确安装[J].工程机械与维修, 2013, 06 (12) :96-98.
[2]徐海涛.液压软管总成可靠性评估方法及试验研究[D], 2013.
[2]欧勇辉.软管总成在机车上的设计选型及应用[J]研究与交流, 2011, 39 (05) :40-42.
应用设计选型 篇2
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核心银行系统架构设计与选型 篇3
【摘要】通过分析国内外核心银行系统的现状、考虑未来银行业务发展趋势的客观要求，提出一些核心银行系统架构的设计原则及进行核心银行系统选型的影响因素。
【关键词】核心银行系统、架构设计、soA、大前置
【中图分类号】TP393.1 【文献标识码】A 【文章编号】1672-5158（2013）04-0112-01
随着外资银行在中国不断开展业务，中国的银行业面对日趋一体化的世界经济竞争越来越激烈。核心银行业务系统的架构设计是否合理，对于加强银行业务操作的管理和控制、保留优质客户、银行规避风险和降低风险等方面起到不可估量的作用。
一、核心银行系统发展现状
（一）核心银行系统的定义
核心银行系统是银行业务系统的交易处理的中心，大家所熟知的存款、贷款等业务的操作都是要在核心银行系统中完成的。核心银行系统的范畴包括：客户管理、储蓄、贷款、代理产品、支付结算产品、会计账务处理、总账、批量处理等。
（二）国内核心银行系统的发展历程
核心银行系统的发展经历了三个阶段：第一阶段是指自动的会计系统，核心系统是信息化的会计系统。第二阶段是指自动的交易系统，系统是自动生成的数据系统。第三代系统是指“一本帐”和“一个中心”，以客户为中心，集成了交易处理、产品创新、客户信息管理等多种应用集群。针对目前核心业务系统越来越复杂，有的架构设计师提出了“瘦核心”概念。
二、核心银行系统架构设计
（一）架构设计分析
核心银行系统的架构设计目前有：面向"SOA"的架构设计、基于J2EE架构的B/S结构设计、以“业务、语义、服务”三层架构设计、基于大前置架构设计。下面就四种架构进行简单描述：
面向“SOA”的架构设计：这是一种以“业务驱动服务，服务驱动技术，服务为中心”为原则的架构设计。面向服务的架构体系是目前最流行的架构体系，它为企业的IT架构提供了充分的灵活性和标准性，以适应市场的快速变化并降低成本，银行内部的不同的应用系统通过SOA实现协同工作。
基于J2EE架构的B/S结构设计：C/S结构分为客户端和服务器端两层架构设计，尽管能有效降低网络通信和服务器的处理量，但升级系统客户端程序比较复杂，且也容易受连接数及网络情况的限制。这样基于J2EE架构的B/S结构（注：“浏览器”和“服务器”两层）就很有吸引力，它简化了客户端程序，能有效进行权限管理并保护数据平台。
以“业务、语义、服务”三层架构设计：负责处理用户的业务请求的是业务层，它是核心系统的应用平台，包括客户信息管理、多维度的管理信息等，并产生相应的服务需求描述。核心银行系统对外提供服务都是服务层定义和发布的。语义层的功能是实现业务和系统的语义信息进行交换，提供需求与实体会话的语言界面。
大前置的架构：采用“高内聚低藕合”的设计原则并在企业应用集成理论的指导下建立一个综合前置系统，实现银行各应用系统的有效集成，这种架构设计的优点是方便应用系统模块的修改和新增，这也符合“瘦核心设计思想”。通过提供统一的接口标准，实现与银联系统、支付结算、信贷管理系统的实时交互。
（二）架构设计原则
分析国外先进核心银行系统发展历程和现状，对比现代国内外各银行的核心银行系统建设，归纳一些设计原则：
第一，参数化设计。将一些成熟的业务产品进行抽象，提取相同的产品基本要素作为参数，通过组合参数并进行配置快速开发新的业务产品。该设计思想，减少了产品变更的范围，增加了产品组合灵活性，是目前较先进的设计思想之一。
第二，会计独立。核心本质就是实现“全行一本帐和大会计”的思想，系统由独立的子系统完成会计处理功能，采用最新的会计科目，并为会计准则的变更预留接口。
第三，以客户为中心，面向服务的设计思想。通过建立专门的客户信息管理系统对不同客户提供差异化的服务，比如利率、费率等，从而能实现利率市场化。
第四，全行统一柜员的管理。通过采用柜员卡系统实现全行柜员号统一，可以在不同的系统或角色中使用，也可以跨地区使用，并且有丰富的授权管理来加强内控管理。
第五，安全设计要完备。如何合理、可靠、高效的实现数据传输和存储的安全性，是系统需要建立的安全保护体系中必须考虑的问题。目标是：存储传递敏感数据、防止网络交易数据的截取重发、数据库中的数据防篡改。
第六，前端系统功能弱化。尽量使营业网点的前端系统简单化，减少维护和升级的复杂度，通过控制中心的监控系统进行全面监控。
第七，模块化设计。在核心银行系统的开发设计过程中尽量采用成熟的模块，以前中后三个平台为基础，降低不同模块之间的耦合度，并把大量功能重复、处理逻辑复杂的部分集成到平台中进行处理。
第八，国际化战略。目前金融领域的竞争日趋激烈，核心银行系统的设计要考虑国际化战略带来的影响，方便在国外开设银行分支机构，支持多语言、多币种。
第九，整体解决方案灵活设计。核心银行系统的架构要考虑技术架构的可扩展性，业务流程的灵活性，不能设计成一个大而全的产品，而应是建立灵活应用架构之上的—个整体解决方案，方便多个应用产品的集成。
三、核心银行系统的选择标准
随着技术的发展和竞争的加剧，特别是在中国加入WTO后，国内很多银行面临核心系统的更新换代，对于如何选择国外的核心银行系统解决方案，可以从以下四个方面加以考虑：
（一）企业的战略规划
由于核心银行系统的决策会涉及到整个企业十年甚至更长时间的业务战略方针的制定，因此其间需要考虑的不仅应包括公司的员工和系统，还要考虑到所有的客户。核心银行系统的决策通常是以最新的业务战略和策略为起点，不仅能推动所有的业务发展，而且还应能适应技术的不断更新发展。该计划要确定在银行未来中，哪些是需要变革的关键领域，并且从市场驱动的角度来确定具体的机会。同时，那些过去由于技术和管理上的限制而被视为“受禁”的领域也应该重新评定，找到每一个关键的业务机会并将其分解为诸多要素，以便进一步确定计划中制定的目标。
（二）方案的业务功能
在确定了战略规划和业务需求后，银行就可以对照业务需求了解市场上的核心银行系统方案。这是一个业务功能适配的过程，企业可以快速地根据各个方案对业务的符合程度产生优先顺序，将那些不能严格符合业务需求的产品要在这个阶段的决策中排除。
一个好的核心银行系统方案需要提供足够的灵活性以适应现有的和未来的业务需求，正是这些业务需求决定了企业的选择，因此可以说方案的业务功能是决策的首要关键。
（三）方案的技术和架构
业务的功能性需求得到满足后，需要进一步从技术水平、架构设计两方面评估核心银行系统产品。核心银行系统的技术平台包括硬件和软件两方面都必须考虑可靠性、健壮性、稳定性，并适应新技术、新业务的发展具备很好的兼容性和可扩充性。系统的业务需求功能由技术手段来实施，构成整个核心银行系统的重要的组成部分。
核心银行系统的组成可能来自不同供应商提供的不同组件，也可能所有的组件由一个供应商集成和协调在一个特定的技术平台上，但无论是哪种方式都要认真考虑系统的集成性、兼容性、可维护性、安全性、性能和成本的问题。
（四）厂商的选择
银行在选择业务符合程度较高的产品之前需要对产品的供应商进行审核与评估，遵循“质量，成本，交付与服务并重”的原则。首先，确认厂商具有一套稳定有效的质量保证体系及具备提供银行所需产品的能力；其次，对产品进行价值与成本分析，通过招标或价格谈判实现成本节约；最后，确认厂商有足够的人力物力在确定的时间内向银行提供产品。
四、总结
应用设计选型 篇4
1 混凝土搅拌站的粉尘主要来源
1.1 物料输送过程中的粉尘
混凝土拌制所需的物料在运输过程中会产生粉尘, 主要表现在装载机铲斗抛料过程中产生的扬尘、骨料 (如:砂、石等) 在上料、称量、以及皮带输送过程中产生的扬尘、粉料 (如:水泥、粉煤灰、矿粉、膨胀剂等) 在输送过程中产生的粉尘外泄等。
1.2 向主机投料过程中的粉尘
当混凝土拌和料均称量完毕后, 骨料和粉料就会通过相应投料口投入到主机中, 此时粉尘也会一并带入到主机中, 其中大部分粉尘会参与到搅拌过程中, 而少部分粉尘则会被内部气流扬起。当主机除尘系统中的过滤布袋或滤芯出现破损等不利现象时, 粉尘就会出现大量外泄, 直接排放到大气中造成严重的污染。
1.3 向粉料仓内送料过程中的泄漏粉尘
散装物料罐车在向粉料仓送料过程中, 如水泥、粉煤灰筒仓的物料运输是以高压空气作为主要动力源进行输送, 其筒仓内的压力要大于外部空气大气压, 即会存在仓内压力, 压缩空气经仓顶除尘器的滤芯向外释压。通常情况下仓顶除尘器是采用机械振动方式, 以达到振落滤芯表面粉尘目的。而当仓顶除尘器的振动器出现故障或无人进行手动控制时, 粉尘就会在仓顶除尘器中大量积累将滤芯堵死, 此时粉料仓由于需要进行卸压操作, 仓内压缩空气就会通过安全卸压阀进行压力释放, 而安全卸压阀处并不具备空气过滤功能, 因此, 粉尘将会随压缩空气排放到大气中造成严重的环境污染。
2 除尘系统优化选型及参数设置
2.1 滤芯材料及结构形式的优化选用
聚酯无纺布由于具有截尘能力较小、过滤精度较高、具有韧性易成型、运行维护较为方便等特点, 是混凝土搅拌站应用较为成熟且应用效果较为良好的优秀滤芯材料。混凝土搅拌站 (楼) 处粉尘主要是由水泥粉、粉煤灰、矿粉、灰尘等组成, 其颗粒大多在1.0~500μm之间, 即其过滤特性差异并不是太大, 为了便于实际运行过程中的操作使用和维护, 宜优选同一种类和结构形式的除尘材料。皱褶式滤芯结构由于其具备占地空间较小、除尘面积较大、综合除尘能力较高、使用方便等优点, 在实际工程中得到广泛推广应用。
2.2 除尘器类型的优化选型
工程中应用较为成熟且应用效果较为良好的是选用脉冲反吹除尘器, 即通过文丘里管将压力范围为0.5~0.6MPa的高压压缩空气, 以脉冲方式周期间歇式地吹入到仓顶除尘器滤芯内部, 将粘附在滤芯外表面上的灰尘 (块) 等吹落清理。脉冲反吹除尘器其在实际应用过程中除尘效率通常可以达到99.6%, 可以大大延长混凝土搅拌站除尘设备的综合维护保养周期, 提高工作效率。
2.3 储料料仓除尘器面积的优化选型储料料仓除尘器面积可以按照公式 (1) 进行计算, 即:
式 (1) 中:K为安全系数, 通常取1.2~1.4;Q为空气流量, Q=以散装粉料罐车的风量来计算, 其大约为600~1300m3/h;M为集料体积, m3;T为物料投放时间, s;为过滤速率, m/min。
对于一个HZS180混凝土搅拌站而言, 选用公称容积为3m3的搅拌主机, 其集料体积为4.5m3, 投料时间大约为16s, 安全系数取1.2, 过滤速度取1.1 m/min, 则除尘器的除尘过滤面积为:
此外, 还要结合工程实际, 从处理风量、使用温度、滤袋的长径比、压力损失等方面, 进行除尘器优化选型设计, 确保除尘器在工程实践应用中发挥良好的应用效果。
3 环保型混凝土搅拌站除尘系统优化设计应用实例
3.1 搅拌站主体外包装全封闭设计
环保型混凝土搅拌站主体宜采用二层及以上全封闭外包装, 应先采用角钢搭建混凝土搅拌站的骨架模型, 然后在采用夹心彩钢板来封闭包装整体主楼框架, 通过全封闭式结构设计有效控制搅拌站主楼中产生的粉尘进入到空气中的污染量。
3.2 骨料堆场全封闭设计
受建设投资成本和建设理念等因素的影响, 目前混凝土拌制过程中采用的碎石通常未经有效水洗, 其粉尘含量较高, 在储存、运输、堆料、以及装载机铲料等过程中均很易产生扬尘, 而砂料尤其是机制砂料其含尘量更高。为了降低骨料堆场的粉尘对环境的污染程度, 在环保型混凝土搅拌站设计过程中宜采用全封闭骨料堆场方案, 即:料场整体承重骨架宜采用钢结构, 其整体钢强度较优越、内部空间较大、光线较好, 非承重墙体则可以采用彩钢板、空心砖砌筑而成。骨料堆场内应布设自动喷淋水装置, 这样可以对骨料内部扬尘起到较好抑制作用。
3.3 骨料配料和上料环节全封闭设计
骨料配料和上料等环节中, 会产生大量粉尘和扬尘。因此, 在环保型混凝土搅拌站优化设计过程中, 无论是采用皮带机还是采用提升机进行骨料输送上料时, 宜设计成全封闭结构, 即对配料站和输送上料系统进行全封闭设计, 采用钢结构搭建配料站和输送上料系统骨架, 采用彩钢板进行全封闭外包装, 有效降低骨料配料、上料等输送环节中外泄到环境中的粉尘含量, 将粉尘污染降低到最小。
3.4 粉料筒仓除尘设计
粉料筒仓除尘系统宜在仓顶上设计强制式除尘机, 这样一方面可以提高滤料综合除尘效率, 增大粉尘过滤面积;另一方面考虑到粉料仓中粉尘含水量普遍较低, 滤料应优选空隙较小的滤纸, 其将滤纸外形设计成褶皱圆筒状结构, 这样可以进一步增加单位空间内的粉尘过滤面积。应采用振动方式来抖动掉滤芯上的粉尘, 也可以采用气体脉冲反吹方式利用压缩空气循环吹掉滤芯上的粉尘, 确保除尘器具有较好的除尘效果。
3.5 优化主机盖布水管结构形式及进水方式
在主机盖布水管结构形式及进水方式优化设计过程中, 为了增加主机除尘效果, 宜增设加压水泵系统, 来提高进入主机系统水的压力, 以达到压尘作用。另外, 主机宜增设高压自动清洗系统, 以形成雾化水来清洗主机搅拌轴上粉料的作用, 确保混凝土搅拌具有较高质量水平。
结语
在实际混凝土搅拌站优化选型设计应用过程中, 应严格按照国家标准GB10172-2005《混凝土搅拌站 (楼) 》中的相关技术要求进行, 确保混凝土搅拌站除尘系统具有较好应用性能。
摘要：在对混凝土搅拌站的粉尘主要来源进行简单归纳总结后, 对除尘系统优化选型及参数设置进行了探讨。最后, 对环保型混凝土搅拌站除尘系统优化设计技术要点进行了详细分析研究。
关键词：搅拌站,除尘系统,优化选型
参考文献
应用设计选型 篇5
(1)设计流量：应按最高日供水量、水厂自用水量及输水管漏损水量之和除以水厂工作时间计算确定，
根据镇(乡)村水泵房非24h连续工作的实际情况，规定取水泵房的设计流量应按最高日供水量、水厂自用水量及输水管漏失水量之和除以水厂工作时间计算II定。24h连续工作的取水泵房的设计流量即按最高日平均时供水量确定，并计人水厂自用水量及输水管漏失水量。
(2)扬程：应满足达到水厂进水池最高设计水位的要求。
(3)选择水泵时还应考虑水泵位置与吸水口的高差，选择有相应吸程的水泵。
2、供水泵房的设计流量和扬程
应按下列规定计算：
(1)向设有水塔或高位水池等调节构筑物的配水管网供水的泵房：设计流量应按最高曰供水量除以水厂工作时间确定;扬程应满足泵房设计流量时达到调节构筑物最高设计水
位的要求。
(2)向无调节构筑物的配水管网供水的泵房：设计流量应按最高时流量确定;扬程应满足配水管网中最不利用户接管点的最小服务水头要求。
3、水泵机组的设计
应符合下列规定：
工作水泵的型号及台数应根据逐时、逐日和逐季水量变化、水压要求、水质情况、调节水池大小、机组的效率和功率因素等，综合考虑确定，
当供水量变化大且水泵台数较少时，应考虑大小规格搭配，但型号不宜过多，电机的电压宜一致。
(1) 机组应选择运行稳定可靠、节能高效和低噪音的水泵。
(2) 水泵经常运行点应选择在高效区，严禁水泵在气蚀条件下运行。
(3) 水泵宜采取自灌式吸水，无条件时也可采用真空吸水或其他装置自吸引水，小型水泵也可采用吸
水底阀。
(4)水泵工作范围变化较大时，应经技术经济比较选用设置大小水泵设置高位调节构筑物或设置变频调速装置。
4、卧式离心泵的安装高程
应满足水泵在最低吸水位运行时的允许吸上真空高度的要求。潜水泵在最低设计水位下的淹没深度应符合下列规定：
(1)管井中应不小于3m。
(2)大口井、辐射井中应不小于1m。
(3)吸水池中应不小于0.5m。
潜水泵吸水口距水底的距离应根据泥沙淤积情况确定。
高层建筑结构选型设计的初步探讨 篇6
关键词：高层建筑;结构设计;选型
随着城市化建设的进程不断深入，用地紧张的情况日益严重，高层建筑也就逐渐成了未来城建事业的主要建筑形式【1】。随着物质水平的提高，人们对建筑包括功能、类型等方面的要求标准也随之不断增加。在这一背景下施工造价也就不断攀升，在高层建筑的结构选型设计中，安全性是最为关键的设计因素。与此同时在市场经济体制的环境下，施工企业要想生存发展，就必须具备一定的竞争力，因此在考虑安全性的基础上还要兼顾高层建筑的经济性【2】。此外建筑所在地的风压值、土质情况、层数、功能需求等都对结构选型有着一定影响。
一、高层建筑结构选型设计的重要性
高层建筑为满足当前人们对于建筑结构功能越来越高的要求，逐渐朝着复杂性的方向发展，无论从平面还是立体空间方面都变得日益复杂【3】。高层建筑朝着多元化综合化的方向发展，而随着建筑高度的不断增加，越来越多的以往不存在的问题都逐渐显现。此外随着建筑高度与占地规模的不断增加，相应的建筑周期与费用也大大提高，因此结构的优化设计还是有效节约工程成本的有效手段。
二、选型影响因素分析
高层建筑结构选型是建筑施工的重要环节，因高层建筑的层数、占地面积、功能需求、投资费用等方面的制约，使得在施工之前必须经过慎重考虑，选取最佳结构选型的设计方案。影响结构选型的因素主要有以下几点：
（一）建筑所在环境影响
在进行高层建筑选型前，必须先对当地环境展开实地勘测与调查，包括建筑所在地的风压值、土质情况、抗震等级要求等。此外精品的高层建筑不但要适应当地环境，还要能够实现与周围空间的美学和谐【4】。对于尚未涉及的结构体系需要充分掌握当地区域的实际情况，并融合专家的意见、经验以及类似案例，进行合理设计。
（二）建筑功能对于选型的影响
高层建筑的结构选型必须要满足功能设计要求，所以建筑功能要求是在进行选型设计的主要思考因素。无论是何种建筑都要实现勘察设计能够和周围环境以及空间相匹配，而高层建筑这种投资高的大型建筑更高要保证和周边环境的相契合【5】。选型设计要根据建筑的结构体系与功能要求，并依照《高层建筑混凝土的结构技术规程》中的相关规范选型的大致设计。对建筑的规模、功能空间以及高度的设计分配进行初步设计，设计中要充分考虑如何将空间利用发挥至是最大，并为了节省后期的维护费用以及施工成本，还需要保证结构剖面和使用空间的协调性。
（三）结构受力因素
不同的结构体系均有着自己的受力特点，而不同的施工区域在抗风、抗震能力以及整体的刚度要求均有不同，在选型时不但要保证结构的受力情况符合当地环境特点，还要从力学角度对不同结构体系的各自特点及优劣性进行比较，选取最佳结构体系，之后再井下其它因素的分析。
（四）工程施工技术
随着科技的发展，新的施工机械和施工技术在建筑工程中也广泛应用，这使得高层建筑以及大跨度建筑的各种结构形式都能够实现【6】。传统的深基坑支护、桩基施工、大体积混凝土浇筑、深层降水等施工技术都进行了逐步改善，组合模板、大模板、爬升模板和滑升模板工艺逐渐趋于成熟，这些技术的进步保证了先进的建筑结构形式的实现。
（五）经济性因素
在市场经济体制的环境下，施工企业要想生存发展，就必须具备一定的竞争力，因此在考虑安全性的基础上还要兼顾建筑的经济性。特别是高层建筑这种工期长、投资大的工程，更高重视投资资金的控制。因此在结构选型的过程中，必须要考虑到经济性，可在选型时对不同设计方案运用成本预算的方法，根据预算结果与多方面因素选取最佳方案。
三、高层建筑结构选型
在传统的结构设计中，人们往往将注意力集中于建筑结构的力学分析、结构的设计和施工，而忽视了设计阶段前的许多更为重要的问题【7】。根据高层建筑结构的受力特点，对高层建筑结构在概念阶段的设计显得尤为重要，该阶段设计的优缺点直接影响建筑工程整体的经济性。
（一）高层建筑结构体系选型与建筑施工的关系
高层建筑施工工艺的不同，不仅会影响到材料消耗、劳动力、工期及造价等技术经济指标，而且也会影响到建筑结构的受力状态，抗震性能等。所以在高层建筑结构体系选型时就要对施工工艺连同其它因素加以权衡，综合考虑。现浇钢筋混凝土高层建筑结构的造价主要包括材料、模板及施工三部分。据统计，在造价中模板的费用是最主要、最易变化的部分，它可占总造价的33%-55%，模板体系选择是否合理，不仅影响主体结构造价，而且与施工速度及劳动力消耗有着密切关系。
（二）高层建筑结构抗震体系选定的原则
（1）具有明确的计算简图和合理的地震力传递路线;（2）具备多道抗震防线，不会因部分结构或构件失效，而导致整个体系丧失抗侧力或承受重力荷载的能力;（3）具有必要的承载力、良好的延性和较多的耗能潜力，从而使结构体系遭遇地震时具有足够的防倒塌能力;（4）沿水平和竖向结构的刚度和强度分布均匀，或按需要合理分布，避免出现局部削弱或突变，形成薄弱环节，从而防止地震时出现过大的应力集中或塑性变形集中的危险。
在确定高层建筑方案的同时，应综合考虑房屋的重要性、设防烈度、场地类别、房屋高度、地基基础，以及材料供应和施工条件，并结合结构体系的经济、技术指标，选择最合适的结构体系。
结束语
高层建筑在当前社会中越来越普遍，并已成为了建筑业的未来发展趋势。在这一背景下，建筑结构的選型问题已经逐渐引起了相关学者的重视。结构选型受诸多因素所影响，选择过程十分复杂，要对很多不确定性加以考虑，同时还要重视结构的创新性、经济性，同时为适应发展形势，还需加入智能化设计成分。总之，在高层建筑结构选型的设计过程中，设计人员必须在保证建筑安全性与经济性的基础上，充分结合在地的风压值、土质情况、层数、功能需求，为社会提供精品的高层建筑工程。
参考文献：
[1]潘向军，王守君，张静芳. 某超高层建筑结构选型及设计[J]. 河南科学，2012，09：1299-1303.
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[3]马令勇，刘功良，姜伟. 基于MATLAB神经网络的高层建筑结构选型研究[J]. 土木建筑工程信息技术，2010，03：14-19.
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应用设计选型 篇7
关键词：井下作业,发展趋势,带式输送机,选型设计,煤矿
煤矿的带式输送机其实是极简易的设备, 有速度快和容量大两个特点, 能够很大程度的节省能源, 大量的原料与物料得以被运用, 同时运输空间很大, 安全又可靠。
1.使用情况与特点
1.1使用情况
固定式带式输送机, 适用于倾角在18°下或者水平场合。运煤量在1100～4600t/h之间, 运输距离在1100～8200m中, 带速在2.4～5.7m/s间, 带宽达到2100mm, 驱动总功率在755～5540kW间。为了减轻强度与缩小驱动装置, 直线摩擦或卸载式的驱动是很好的选择, 当然软启动技术则是最好选择。
1.2特点
带式输送机输送的坡度普遍将大于20°, 例圆管式能至90°, 能实现水平式转弯, 由于它的运行比较可靠, 因此许多生产单位, 比如说发电厂中煤的输送, 水泥厂中物料的输送, 以及港口中都可使用这种带式运输机。带式输送机连续性工作的能力很强。
带式运输机动能消耗少:物料与输送带间相对移动小, 这样运行的阻力就会小 (约是刮板式输送机1/2-1/4) , 对货载磨损与破碎也很小, 生产效率高, 这些对生产的成本都有很大的节省。
带式运输机适应性强灵敏性高, 线路的长度依需求而定, 可装于小型的隧道里, 亦可装设于混乱地面与危险区的上方。
2.带式运输机的设计
2.1选型
煤在运输时, 选择合理的输送带可以起到安全、工期缩短、设备减少等重要作用。输送带的带宽也要仔细选取, 因为它会影响物料运量与物料块度。带宽在满足块度要求下还要满足运能的要求。
2.2计算与选择带速
带速提高对于带式输送机的运输能力的提升是相当重要的, 减小带的强度与宽度可节省投资。唯一问题只有带速提高将会减少托辊寿命, 这个对于托辊成本也会提高, 应该说带速的提升与带强的减弱都有很大的现实意义。高质量与可靠性强的部件, 如托辊等, 都是使得高带速的输送机能够稳定运行的重要前提。
2.3安全系数
带式输送机在经济性与可靠性上影响最大的莫过于传送带的安全系数。实际工程中输送带的疲劳强度, 满足工况最大的张力后, 要有合理的安全系数。研究表明, 钢绳芯输送带的脉动的循环达在达到11 000次后, 疲劳强度是额定破断强度32%, 在此基础上, 给出标准式的安全系数值。
2.4注意事项
需注意到高精度托辊与高性能输送带在运用上会大幅的减小阻力。带式输送机主要阻力来自托辊旋转的阻力与输送带的前进阻力。但是近年来的托辊在结构的形式上不断地推陈出新, 一系列的创新都能有效减小托辊的阻力。输送带芯胶材料与面胶都不断更新, 输送带成槽性更稳, 这便有了一定的耐磨性与硬度。按照现行标准, 是用模拟摩擦系数计算出主要阻力, 以此而对厂值进行估算。按ISO标准的建议, f一般取0.017～0.019;按国内情况, f一般取0.021～0.026。
3.操作要领
实际生产中, 带式输送机的有效输送是特别要紧的一环。若工作需要, 一般的设置是首台, 人工可以直接进行控制, 而采面在出煤, 司机使用“起车”按钮, 工作面的带式输送机就会运行。若煤流碰到开车的传感器, 就会发送开车的信号, 从而转向使得带式输送机运行, 同时还将顺控下一台, 此后循环, 煤就被送至煤仓。
当然有些起车方式会依据运输系统里不同条胶带机不同的运长与带速而得出煤流的时间, 设定顺控时间, 从而运输系统得以运转。
4.带式输送机的发展前景
当下煤矿大多采用集约化生产, 输送机的输送能力不断被要求加大。强力带式输送机带长到5100m以上, 单机驱动的功率有1100～1400 kW, 输送带抗拉的强度为6200N/mm (钢绳芯) 与2500 N/mm (钢绳芯) 。
参考文献
应用设计选型 篇8
泵行业在世界上是一个极为稳健、成熟的行业, 其产值每年都在稳步增长, 即使在经济危机的年代里也会有小幅的增长。这是因为泵的使用量大面广, 无数的泵无时无刻不在飞速运转中磨损, 每年都需要添置大量的新泵来替换老旧产品。
随着我国国民经济的快速发展, 各行各业对各种泵的需求也越来越多, 特别是能源行业, 以石化泵这种中高端泵为例, 每年都会有10%左右的增长需求。但长期以来, 我国在石化行业相当数量的关键用泵都是采用国外进口的产品, 不仅价格昂贵, 购买配件困难, 供货周期也相当长, 维修也极不方便, 从而一直困扰着国内各企业用户。
随着我国近年来多个千万吨每年炼油和百万吨每年乙烯制造等项目的陆续上位, 装置中所需的各种泵设备更加多, 除了要求结构多样性, 并满足基本性能——流量、扬程外, 还要求具备高效率、高抗汽蚀性、强耐腐蚀性、高可靠性、安全性等特点。
为了满足市场需求, 也为了响应国家大型装备制造业国产化和节能减排的要求, 笔者公司近年来开发了一种新型的石油化工流程泵[1,2]。该系列泵是根据API610《石油、重化学和天然气工业用离心泵》[3]规范设计的OH2型石油化工流程泵产品 (如图1所示) 。产品为单级、单吸悬臂式径向剖分的双蜗壳结构, 泵体为中心支撑, 轴向吸入, 径向排出, 轴向力采用前后口环及平衡孔方式进行水力平衡。轴封的设计按API682标准。泵壳承压和法兰压力等级为4 MPa, 试验压力为6MPa。流量3~2 600 m3/h, 扬程3~270 m, 温度范围-40℃~260℃ (与输送介质的特性、泵的材料组合及机械密封选择有关) 。主要配置:过流部件材质有碳钢、12%铬钢、奥氏体不锈钢和双相不锈钢;集装式机械密封;高性能的整体式金属弹性膜片并带中间轴的膜片联轴器;带集液槽的钢底座等。该泵适用于输送低温、高温、高压、易燃、易爆、有毒、易结晶及具有一定腐蚀性的液体。主要用于:炼油、石油化工、煤化工、化学工业、低温工程、海水淡化、制药等领域, 在许多场合已经基本上可以替代国外产品。
1 国内某石油化纤公司原系统装置的运行情况
该项目为国内某石油化纤公司数万吨每年的硝酸、有机酸等酸性废液综合利用输送装置 (如图2) 。主要是对装置中的三次蒸发进料泵进行选型改进。
(1) 输送介质情况:硝酸、有机酸等强氧化性、强腐蚀性混合物, 密度约为1 100 g/cm3, 温度为90℃, 在50℃以下时会发生结晶, 该介质不允许外露, 以免腐蚀设备、污染环境。
(2) 设计参数:
流量:12~16.2 m3/h (按15 m3/h选型) ;
扬程:40 m;
泵效率:不低于30%;
NPSHr:不高于3 m;
轴功率:不大于8.6 k W。
(3) 原系统装置运行情况:该系统装置中的三次蒸发进料泵在设计初期考虑到输送介质的强氧化性和强腐蚀性, 以及不允许介质外露, 其他泵业公司原来为其选用的是屏蔽泵 (如图3) 。
屏遮泵属离心式无密封泵, 泵和驱动电机都被封闭在一个被泵送介质充满的压力容器中, 此压力容器只有静密封。这种结构取消了传统离心泵具有的旋转轴密封装置, 理论上能做到完全无泄漏。但屏遮泵也有其缺点:由于采用滑动轴承, 且用被输送的介质进行直接润滑, 对介质的清洁度要求就很高, 如果介质润滑性太差, 就会导致轴承磨损, 进而使整机无法运行;此外屏遮泵的效率通常低于有密封的离心泵, 尤其是小流量时效率更加低, 耗能大。
到现场之后, 用户向技术人员反映该屏蔽泵的故障率一直较高, 并且不方便现场维修, 一旦泵发生故障, 必须返厂修复, 严重影响了系统装置的正常运行。
(4) 经过现场实地考察, 认为使用笔者公司的石油化工流程泵取代该屏蔽泵是可行的, 技术也是成熟的。
2 新型石油化工流程泵的选型应用[4,5]
正确的选择泵型, 对于装置能否长周期正常运转, 降低能耗, 有着很重要的意义。
(1) 根据以上某石油化纤公司系统装置的设计参数, 再结合公司各系列泵的特点, 并查阅了对应型普、性能表及曲线, 决定选择石油化工流程泵, 泵规格为25-250的性能即可满足要求, 配套佳木斯的隔爆电机, 电机功率:11 k W, 转速:2 980 r/min, 联轴器采用带中间轴的高性能膜片联轴器。
(2) 综合考虑装置输送介质为硝酸、有机酸等强氧化性、强腐蚀性混合物, 正常输送介质温度接近90℃, 并且该介质不允许外露, 以免腐蚀设备、污染周围环境等情况, 这就对泵的材质、机封等选择提出了更高的要求。
根据泵材质相关选用资料[6,7], 以及结合现场使用经验, 将此次石油化工流程泵选型的材质主要定位于304L不锈钢, 以保证泵头在硝酸腐蚀下的使用寿命。
在泵机械密封方面, 考虑到以往使用在相似工况的离心泵有配套丹东克隆为此工况特殊设计的机械密封, 决定同样使用丹东克隆的机械密封, 摩擦副为SIC-石墨, 密封圈采用耐腐蚀的氟橡胶, 冲洗方案为PLAN11, 配有净化装置, 从而保证轴封部位的可靠, 防止介质从机封处外露遇到外面的低温大气而结晶、使机封磨损加剧、缩短机封使用寿命。
(4) 此次选型设计除过流部件采用304 L外, 轴承架、公用底座、地脚螺栓等非接触部件均采用304不锈钢, 防止在现场酸性环境中对这些零部件的腐蚀。
轴承选用的是国际知名品牌SKF轴承, 并配有带恒位油杯的油冷却装置, 易于散热, 延长了轴承的使用寿命, 保证整机可靠、稳定的运行。
公用底座采用槽钢焊接, 其上多带有排液孔, 而其上的积液槽则用于收集从悬架排液孔排出的污液, 防止污染周围环境。
3 针对该系统装置输送介质的特殊情况而个性化设计保温夹套
由于周围环境温度偏低, 该系统装置输送的介质在50℃以下时就会发生结晶, 为防止结晶物对过流部件及机封的磨损, 再考虑到现场系统其它装置中有过热蒸汽, 蒸汽参数为:温度350℃左右, 压力0.45 MPa。故决定在离心泵入口位置外面, 增加设计一个蒸汽保温夹套, 用来输送过热蒸汽, 在启泵之前通过过热蒸汽对泵内介质预热, 使之温度能达到50℃以上, 使介质呈液态, 为离心泵的启动创造条件, 从而降低磨损, 延长整机寿命。
保温夹套 (如图4) 的设计:用卷板机将不锈钢板卷成尺寸合适的外筒体, 通过精密的切割、焊接工艺焊接到离心泵入口位置外面, 并预留、焊接进出口管接头, 进行2.4MPa水压试验, 并确保稳压15分钟无泄漏。
4 选型、改进设计前后系统装置运行情况比较
改进前使用屏遮泵:该屏蔽泵的轴承易损坏, 时间久了连同其他部件也一起受磨损, 故障率一直较高, 并且不方便现场维修, 一旦泵发生故障, 必须返厂修复, 严重影响了系统装置的正常运行, 效率也比较低。
改进后使用石油化工流程泵:该泵运行可靠、稳定, 效率较高, 不易损坏, 现场维修方便, 能够保证系统装置的正常运行。
5 结论
类似于该系统装置输送的介质, 使用石油化工流程泵代替屏遮泵是可行的, 不仅效率高, 工艺介质无泄漏, 而且运行可靠、稳定, 机组寿命长, 减少了机组的停产维修次数, 而且即使出现故障也比原来易维修, 维护费用低, 大大提高了企业的经济效益。
参考文献
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应用设计选型 篇9
关键词：三维软件,工厂设计和管理,选型应用
目前,在中小型工厂设计软件以Auto CAD二维平面设计为主,一些购买了三维软件但是无法应用的设计单位也不鲜见。另外,大型三维设计软件价格昂贵,操作界面复杂,如何选择一款适合中小型企业的三维设计软件尤为重要。
1 中小型工厂业主的需求
1.1 对设计质量的要求
由于中小型工厂通常采用二维平面设计,施工图纸不全且设计深度不够,许多潜在的设计缺陷不宜被发现是通病,最终在现场施工阶段所有问题都会暴露。所以交付设计成果能否满足市场、行业及业主的通用要求在软件选择中至关重要。
1.2 对设计进度的要求
应用三维设计软件目的很简单,就是为了提高工作效率,确保设计图纸按时提交,为下一步工程施工保驾护航。如果设计软件操作界面复杂,工程师难于上手使用,就失去选择三维设计软件的根本意义。这一点也是目前很多中小型工厂不能够使用三维设计工具最主要的原因之一。
1.3 对费用控制的要求
对于任何业主都是希望花最少的钱得到最优的软件。此部分费用主要是体现在两个部分,一是软件费用。大型设计软件价格昂贵,非中小型工厂首选,急需性价比高的软件产品。二是使用此软件后能够节省的费用。在使用新型设计软件后,使得前期设计更加细致准确,在未来施工阶段减少变更,缩短工期,节省费用,体现经济效益。
2 新型三维设计软件关注点
2.1 考虑成果交付
通常完整的三维设计成果包含带控制点P&ID图,可供设计审查、施工指导的三维模型,全套施工图纸,MTO综合材料表。在此,需重点强调施工图纸中的单线图(Isometric)和管道平面布置图、立面图。三维设计软件一般都可以自动抽取这两种施工图纸,所以我们需关注出图质量,图纸中信息全面性,是否符合行业标准、业主的要求,是否在自动出图后还需要手动调整大量信息。关于MTO综合材料表需要关注其数据的准确性、完整性和数据接口的开放性,即综合材料表是否满足通用要求,业主采购便利性,并且要易于定制表格模板和数据接口。
2.2 考虑数据集成性和数据可复用性
(1)在工程项目中,一个大型项目有时会分割成若干中小型项目执行,中小项目的分包商会选择不同的三维设计软件,此时选择软件时需要考虑各个项目之间的数据集成问题。
(2)设计软件自身各功能区块之间的数据连接。如P&ID设计与三维管道设计集成,达到P&ID设计数据可在三维管道设计时复用,减少重复工作,提高工作效率,同时对数据一致性检查。
(3)设计软件之间的数据连接。如设备设计软件建立的模型能否集成到工厂设计模型中,建筑结构建立的模型能否集成到工厂模型中,工厂模型数据能否输出到管道应力计算软件中,工厂模型发布的数据能否输出到材料管理、施工管理、甚至是财务管理类的软件中。
(4)三维工厂模型输出文件格式是否具有通用性。数据、图纸及模型能否被其他软件使用,从而将工艺设备管道模型、电仪模型、建筑结构模型、暖通HVAC模型集成起来[1]。
2.3 考虑工厂设计流程完整性
一般项目分为两个设计阶段即初步设计和详细设计。在初步设计阶段要确定工艺和设备布置,在此过程中需要进行工艺模拟计算、P&ID图绘制、设备及主管道布置和建模。详细设计阶段为全专业施工图设计,包含各专业三维建模、模型审查、工程分析校核等[2]。三维设计软件是否能够较充分的涵盖上述整个流程,是否支持从初始阶段到交付阶段的无缝工作流,能否带来效率的提高,以及这个工作流整合带来的效率提高是否满足业主的期望。
2.4 考虑软件操作便捷性
中小型工厂设计人员接触三维设计软件时间较晚,对三维设计软件了解不深入,这就要求软件界面简单、操作便利,易学易用。同时中小型项目周期较短,要求设计软件小、快、灵,便于快速完成项目。
2.5 考虑软件成本
中小型项目费用较少,在软件费用中投入更少。所以要求软件性价比高,培训成本低,使用维护成本低。
2.6 考虑软件厂商的实力和软件发展
软件厂商在相关行业的市场地位及被市场的认可度,是否有大量的客户群和成熟业绩,是否有完善、强大的科研体系。
2.7 考虑软件厂家服务支持体系
软件厂商服务支持体系,是三维工厂设计软件的初学者应用软件形成生产力的保证。如果供货商本身都不能够了解他所销售的软件,后果可想而知。业主应充分了解售前、售后培训、售后项目支持、售后应用支持、软件升级支持等各个阶段的专业服务,确定服务执行方式。中小型企业一般三维设计人员配置较少,此部分服务尤为重要。
3 三维设计软件的应用
3.1 快速、详尽的P&ID图建立
P&ID图的绘制是通过调用标准的元件、符号库来生成图形,与传统绘图相比,大量节约了绘图时间,且不同设计人员绘制出的图纸大小、形式一致。从后台数据库中可以自动提取管线清单、阀门清单、仪表清单等,准确性和完整性较高。
3.2 智能三维设计模型建立
在三维空间中,建立设备、管道、土建模型。将设备供货商提供三维设备外形导入中小型工厂模型中,将相关软件建立的土建模型集成到中小型工厂模型中,在此基础上直接进行三维管道布置,调用管道元件数据库,在需要的地方添加阀门、仪表、弯头、三通等。建模时,允许任意拖拽管道、阀门、仪表、弯头等管道元件,用以修改位置。输入快捷命令修改管道公称直径和等级,且自动更新。与之前二维平面设计相比,操作简便、显示直观。
3.3 自动生成标准单线图
单线图是供施工单位下料预制并在现场装配的图纸。它的空间位置由管道平、竖面图确定。传统设计中,单线图是不考虑碰撞,不按比例手工绘制而成,需花费大量人力物力才能够完成[3]。三维设计软件可从三维模型中自动生成单线图和材料表,内容完整、信息齐全,符合国际惯例和标准要求,无须手动修改,大大节省了设计时间。
3.4 自动生成管道布置图
通常管道平面布置中信息量大,细节较多,是设计过程中比较头疼的工作。使用新型三维软件后,可自动标注管道信息、设备信息、定位尺寸线等,在少量手动调整之后便可用于施工,极大提高工作效率,节省设计时间。
4 结语
在中小型工厂设计中,选择适合的三维设计软件,充分的利用设计工具,能够很好地保证项目质量,极大地提高工作效率,更好的为项目管理服务,最终将项目成本控制在合理范围之内。
参考文献
[1]张鹤.三维设计软件在工程设计中的应用[J].燃料与化工,2011,(42-2):15-16.
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应用设计选型 篇10
立井开拓方式被普遍运用于煤矿、金属矿山以及军事工程中,其中作为关键工程的立井井筒虽然只占全矿井井巷工程量的3.5%～5.0%,但其施工工期往往占到整个工程建设总工期的35%～40%。以煤矿为例,从2004年以来,新建矿井中将近一半采用的都是立井开拓方式[1,2,3]。
立井在开拓时凿井设备的选择与布置是一项比较复杂的设计工作,需要考虑的因素较多,一次设计结果往往很难达到现场适用要求,需要作反复修改,而修改时任一设备的变动,都会引起其他部分乃至全部设备的重新选取。进一步,对于凿井设备选型与布置的修改和优化,由于工作量巨大,也往往是仅凭设计者根据经验而定。一般情况下,凿井设备的选型与布置主要与三个方面因素有关:(1)所设计立井的井径、井深及具体矿井的水文地质条件;(2)施工单位所能提供的具体设备以及施工习惯;(3)设计者的人为因素等等。这些方面因素的影响更加重了进行优化设计的困难。因此,如果考虑从设计开始能够实现计算机的自动推理加上一些必要的人工干涉,施工设计任务将会大为简化,减少了设计人员繁琐复杂的工作。
对于此类问题,国内的一些学者已进行了初步研究,取得了一些成果。文献[4]利用专家系统设计了立井凿井选择布置系统,但是仅是理论分析,没有形成可以推广的实用成果;文献[5]对凿井设备的布置进行了软件研发,他采用分层次的数值与产生式,运用正向推理的控制策略,采用Visual Basic编程工具,用VB驱动其内部数据库Access来完成数据库的操作;利用ActiveX Automation技术对AutoCAD进行二次开发完成自动绘图工作;文献[6]利用专家系统工具OEC开发了立井施工设备选择专家系统,对提升、钻眼、装岩、通风、排水等系统的主要设备进行选择计算。但是这些研究仅局限于凿井设备的选型方面,没有实现凿井设备选择与布置的一体化。因此开发一种可以实现凿井设备选择与布置一体化的系统势在必行,从而帮助设计者快捷有效地实现设备选择与布置评价和优化,提高设计者的工作效率。
决策支持系统DSS(Decision Support System)是近年来快速发展和广泛应用的一项智能技术,它是以管理科学、运筹学、控制论和行为科学为基础,以计算机技术、仿真技术和信息技术为手段,支持决策活动的具有智能作用的人机系统。决策支持系统能为决策者提供决策所需的数据、信息和背景材料,帮助明确决策目标和进行问题的识别,建立或修改决策模型,提供各种备选方案,并且对各种方案进行评价和优选,通过人机交互功能进行分析、比较和判断,提高决策者的决策效率,加强决策者的洞察力,为正确决策提供必要的支持。目前国内利用决策支持系统实现立井施工中的凿井设备选型与布置自动化还是空白。
因此,本文将以系统工程思想为指导,构建出基于辅助决策支持系统的凿井选型与布置系统,以期实现立井施工中凿井设备的选型、凿井设备的布置与优化、自动生成计算任务书和设备平、剖面图等功能,从而为凿井设备选择与布置提供新的辅助设计工具。
1系统模型结构
基于决策支持系统的思想,立井施工凿井设备选型与布置系统设计由三个子系统组成,即:对话子系统、数据子系统和模型子系统。具体的系统模型结构如图1所示。
(1) 对话子系统
即人机交互系统,是决策支持系统与用户之间的交互界面。用户可以通过决策支持系统向计算机输入基本的信息与要求,同时决策支持系统又可以通过人机交互系统用户提供运行的情况和最后的结果。
(2) 数据子系统
包括数据收集和数据管理系统。数据库用来存储大量数据,数据管理系统用来管理和维护数据库。
(3) 模型子系统
包括模型库和模型管理系统。模型库用来存放决策模型,模型库管理系统用来管理模型库。
按照决策支持系统的设计思想,凿井选型与布置系统也由以上三个部分组成。
1.1对话子系统
即用户输入数据的界面系统。系统输入的数据主要包括两部分:一部分是井筒自身的基本数据,比如井筒净直径、涌水量和岩石硬度系数等;另一部分则依据用户自身条件选择的数据,比如施工月进度等。用户在输入基本数据时,可以选择系统默认的数据,也可以填入用户个性化的要求数据。基于决策支持系统的凿井设备选型与布置主要通过人机交互系统将用户提供的信息作为动态数据库存入数据库中。
1.2数据子系统
凿井设备选型与布置系统数据子系统包括数据收集和数据管理子系统。数据库用来存储数据,数据管理系统用来管理和维护数据库。将凿井设备选型与布置系统中的数据划分为两类:静态数据库和动态数据库。其中的静态数据库是指预先建立的数据库,在运行过程中得到数据,主要由立井凿井设备选型与布置数据库组成,包括吊桶、吊泵、伞形钻架以及各类凿岩机、抓岩机、提升机、钢丝绳、天轮、爆破器材数据库等,其中包含了适合于千米以上立井施工最新凿井设备,如:新Ⅵ型井架、液压伞钻、HZ-1.0中心回转抓岩机、迈步式液压整体模板等。而动态数据库则是系统在运行过程中系统基于运算规则建立并且随着运行而逐步改变的数据库。系统随着选型向导的运行,逐步获得所需备选设备属性知识和各种参数数据,决策完成后又将结果存储在此数据库中,例如:用户对于凿井设备选型过程中的各种个性化要求就属于此类数据库。
系统中所采用的VB.Net的内部数据库格式基于Microsoft公司的Access数据库,可以方便地对对象进行操作和修改。作为一种关系式数据库,Microsoft Access由一系列表组成,并且以 .mdb 文件形式保存。
1.3模型子系统
凿井设备选型与布置系统的模型子系统包括两部分,一部分是选型条件,一部分是布置条件,这两部分涉及到的知识以及设计规则均依照现有的《煤矿安全规程》(2010)、《煤矿井巷工程施工规范》(2007)和《简明建井工程手册》(2010)等中的相关规定。
上述三部分相互独立又相互联系和影响,在设计过程中分阶段完成。首先设计出对话子系统,通过选型向导明确用户的要求,然后设计数据子系统,按照先建立系统框架,设计出数据结构,形成设备备选数据库后再逐步填充,对于模型子系统则是整理现行的立井施工中凿井设备布置的各种规则和要求,形成对各种凿井设备布置的可行空间范围,然后按照布置原则和相应流程进行布置。从而保证了系统的科学性和运算效率,并大大简化了整个凿井设备布置的复杂程度。
2系统的主要功能模块
凿井设备选型与布置系统主要是采用VB.Net、AutoCAD以及Word等开发工具,利用开发者自己设计的平台进行二次开发来对立井施工设备的选型与布置。该系统通过设计多层菜单方法控制各部分,实现人机对话。系统采用插件式管理,并尽可能使用动态化设计。
设备选型根据常用的设备选型方法采取逐级输入,从主及次的策略。首先要求用户输入井筒最基本的资料,包括:立井井筒净直径、井筒设计深度、井口水平标高、岩石坚固性系数、井筒涌水量、绝对瓦斯涌出量、井壁材料、计划施工月进度等。
基本数据确定后,可逐步选择各系统所需设备,系统先后顺序依次为:作业方式选择、爆破系统、提升系统、排水系统、通风系统、压风系统、砌壁系统、提绞系统、辅助系统。各系统具体分布如图2所示。
立井凿井设备选型与布置系统主要有文件菜单、视图菜单、立井施工菜单、数据菜单、图库菜单、工具菜单、帮助菜单。各级主菜单的功能如下:
(1) 文件菜单 主要是实现文件的新建、打开、保存、另存为、退出等功能。
(2) 视图菜单 该部分主要是显示设备属性窗口、窗口比例、系统背景等。
(3) 立井施工菜单 包括设备选型向导和计算任务书、井筒布置平面图以及稳绞布置平、剖面图的生成。
(4) 数据菜单 包括对选型和布置过程的数据的操作。
(5) 图库菜单 设备布置中设备的图形库。比如井筒的形状为圆形、抓岩机和吊泵的形状一般为矩形以及稳车基础为不规则形等。
(6) 工具菜单 用户可以对选型及布置中数据范围进行定义。
(7) 帮助菜单 主要向用户提供一些使用软件的帮助以及软件的详细信息等。
3系统主要技术原理
立井凿井设备选型与布置系统分层如图3所示。
数据库各个表间按照主表、从表以及外键遵循相应的对应关系:如稳(绞)车基础与稳(绞)车之间的对应,即主表WinchFoundation,从表SinkingHoist,外键BaseID;又如伞钻与凿岩机之间的对应,即主表RockDrill,从表UmbrellaDriller,外键RockDrillID等。
计算任务书是首先基于Word 2003确定输出模板,将各个计算和选择参数定义为书签,然后根据选型向导中的计算结果逐步修改模板中的参数,并将最终的结果在计算任务书中输出。为增强系统的灵活性,本系统采用插件开发机制,共开发了四个插件,即:Equipment Plugin(设备管理)、Equipment Selection Plugin(设备选型)、Task Document Plugin(计算任务书)、Graphic Document Plugin(图形任务书)。插件项目生成的.exe或.dll文件必须放在/ Plugins文件夹下才能被加载到相应的菜单下面,以进行相应的输出。
建立设备布置图形规则库,用产生式规则表示,可以加速系统中设备的搜索、推理和布置功能。对于规则库内的设备属性和布置要求、安全间隙等推理性知识用“If…then…”的规则形式进行组织。一条规则可以为一个“前提—结论”对,一般形式为:
rule:<规则名>
if <前提断言为真>
then<结论断言为真>
<前提断言>是用户进行布置说明的初始证据断言,也可以是其它规则的结论断言;<结论断言>可能是设备布置问题求解的最终位置,也可能是一个中间结论,供作其它设备布置的前提断言。
系统最终输出结果主要包括:选型计算任务书、凿井设备布置平面图、凿井设备布置剖面图等。
4应用案例
孔庄煤矿隶属上海大屯能源股份有限公司,位于大屯矿区东南部,地处江苏省沛县境内,毗邻微山湖及京杭大运河。目前的年产量是120万t,工程改扩建完工投产后,原煤年产量将达到180万t以上。孔庄煤矿改扩建工程交通便利,工业广场地势平坦,自然地面标高+34.100m,设计标高+36.500m。井筒总深度1088m,最大涌水量13m3,无瓦斯与煤尘突出威胁,岩石硬度中等,基岩段井壁厚度3500～1088mm不等,素砼和钢筋砼结构,采用普通钻爆法施工。其主要技术特征参数如表1所示。
通过运行凿井设备选型与布置决策支持系统,通过向导输入各个初始参数,计算得出计算任务书(略)、提升、悬吊系统设备选型汇总表2和井筒平面布置图4以及地面稳绞布置平、剖面图(略)。
5总结与讨论
目前,在地球深部资源探采方面,中国已有固体矿产勘探开采的深度大都小于1000米,而世界一些矿业大国已经达到2500米到4000米。未来,随着矿产资源开采逐步向深部发展的趋势,大直径(8米以上)、深立井(1000米以上)的开拓所占比重将会进一步增大。目前与此发展趋势相对应的现实是,目前立井施工中的关键技术创新,尤其是机械化配套和施工工艺的组织等关键技术创新难以迎合这一要求,例如:可供选择原有立井施工的装备都是为深度在1000米以下,井筒直径8米以下所设计的。因此,在进行新建大直径、深立井的设备选型时,现有的施工设备无法满足要求,必须在技术预见的基础上,寻求立井施工关键技术创新的突破,提高创新成果的产业化水平,从而加快立井施工的凿井速度,缩短凿井工期,及早发挥投资效益。本系统可以为未来千米以上的深立井的凿井设备选型与布置,具备广泛的应用性。
本文基于决策支持系统开发了一套实用的凿井工程设备选型与布置系统,以期实现凿井设备的选型、布置及优化、计算任务书以及井筒、稳绞平、剖面布置图的自动生成等功能,从而为凿井设备的选择与布置提供新的服务工具。按照决策支持系统的组成部分,凿井选型与布置系统由对话子系统、数据子系统和模型子系统三部分组成。以上分别对各部分进行了相应阐述,研究了凿井工程设备选型与布置系统各个功能模块结构与技术原理,设计出系统分层结构。并通过设计多层菜单方法控制各部分,实现人机对话。采用插件式管理,并使用动态化设计,使得系统具有较大的灵活性。通过将该系统在实际立井施工设计中加以应用,可以保证凿井设备选型的科学性,尤其对于千米以上的深立井,系统综合了目前立井施工最新的施工工艺及装备,很好地解决了立井施工中的设备选型难题,成为未来立井施工辅助设计中的有效工具。
参考文献
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应用设计选型 篇11
关键词：输电线路；铁塔；基础设计
中图分类号：TM72 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2016）06（a）-0000-00
0引言
我国输电线路建设的升级增加了高压铁塔的承重荷载，从而影响了铁塔基础的稳定性和安全性。铁塔基础一般易受滑坡、水文地质等非人为因素及施工工艺不良、设计方案欠合理等人为因素的影响，即可能造成铁塔基础沉降、位移或变形，甚至引起铁塔倒塌。输电线路工程中的人力消耗、材料、进度和造价等的占比较大。据此，在高压输电线路铁塔基础工程中，应针对不同的影响因素，选取相应的铁塔基础型式。分别针对在软土地基与岩石地基环境下，高压输电线路铁塔基础选型的设计与优化。
1软弱地基环境下铁塔基础选型的优化设计
输电线路工程应按既定的路径敷设线路，因此铁塔将不可避免地分布在地质条件复杂的环境中，应根据输电线路铁塔的受力特征，解析其基础型式的经济性和安全性。根据实践经验，影响高压输电线路铁塔基础选型的因素包括：铁塔所在位置所决定的土力学性质；铁塔与基础的相互作用和受力变形特征。因此，在联合式高压输电线路铁塔基础设计中，应明确铁塔基础的受力规律。
1.1基础的受力规律
针对联合式输电线路铁塔基础，其主要特征是埋深浅，因此可通过整体浇制基础来解决板式基础上拨、基坑开挖难度大及基础根开小等问题，且应先确定高压铁塔基础受力的规律，即利用ANSYS有限元软件分析高压铁塔基础的荷载，由此得到基础底部边缘所受上部荷载压力的最大值，此时基础底部所受拉应力最大，究其原因是铁塔基础的主要制作材料一般为钢筋混凝土，而其刚度与土壤的差别较大。据分析，土体位移点的最大值出现在基础底部，且高压铁塔基础底部中心点到土层的距离与其沉降位移量呈反比，但无论土层如何加深，应力依然存在。据此，若将联合式基础应用在软弱土塔位中，则应先准确计算出土层地基的承载力，并标明铁塔基础底部的尺寸；而若将其应用在土层较硬的环境中，铁塔基础下部极易出现受压、弯曲等问题，则在高压铁塔基础设计时，应先详细勘察线路敷设沿线的地质情况，然后再据此确定配筋比例，以免配筋偏差破坏铁塔基础。
1.2目标函数
综上分析，输电线路沿线的地质条件及铁塔基础所受的外力将会对铁塔基础的选型产生影响，而一旦将塔型和塔距确定，便可确定铁塔基础所受的承载力。其中，铁塔基础的尺寸和型式取决于其所在地土层的特性，而铁塔基础承载力的标准值则可通过土层参数加以确定，注意根据土层参数所得的基础深度与宽度修正系数、底板上土的加权重度均值、地面下土的重度、基础埋深与基础的承载力特征值相关，即基础承载力的特征值应比由铁塔基础荷载所决定的基础自重力大。据此可得，目标函数 ，其中， 表示基础承载力特征值的修整值； 表示基础承载力的标准值； 表示基础宽度的修正系数； 表示基础深度的修正系数； 表示地面下土的重度； 表示底板上土加权重度的平均值； 表示基础宽度； 表示基础的埋深。根据这一目标函数可知，应通过详细勘察，准确确定铁塔基础的持力层所在，这是优化高压输电线路铁塔基础选型设计的重要条件。
1.3工程概况
在某输电线路铁塔基础工程中，广泛分布有软土层，且通过对线路沿线的地质情况进行勘察发现，其土层的物理指标如表1所示。
根据表1所示的土层物理指标，并结合前文所述的铁塔基础受力特征及据此所建立的目标函数，可确定将联合式铁塔基础应用在本工程中具有可行性。另据表1所列数据，该输电线路铁塔基础的持力层应选在第二层，即粉砂层，而据此便可确定铁塔基础的埋深和尺寸。
综合上述内容，与独立式铁塔基础相比，联合式铁塔基础具有整体性好和稳定性高的优点，同时根据这一地区软土层分布广泛且线路为中等荷载的条件，最终确定选择联合式铁塔基础。但在铁塔基础选型中，首先应算出基础的承载力及优选控制数值，联合式铁塔基础的承载力一般应小于设计值的4/5；其次，在软土层上，联合式铁塔基础的埋深较浅，则这一做法既可提高基础的排水效果，又可提高原地基表层原状土硬壳层在整个工程中的作用。另外，在软弱土层上，联合式铁塔基础易因内、外在因素的影响而出现沉降量累积。其中，在内在因素的影响下，铁塔基础易发生下列两种变形：一是由铁塔负载分布失衡引起的合理变形，其是一种合理的铁塔形态位移，且其会在时间的推进中不断趋于稳定；二是铁塔施工负载分布偏离设计分布所致的变形，一般从局部上来看，这种变形的危害较小，但从变形的累积效应而言，其将会严重威胁铁塔的安全。在外在因素的影响下，铁塔易发生如下变形：一是基础变形，即基础土壤在铁塔的重力压实作用下发生沉降；二是由风力因素、季节性地下水变化、周期性温度变化和地基构造不均等所致的地基沉降。据此，针对初次用到的铁塔基础，应先分析和计算其变形情况，应将其最大压力侧变形幅值控制在20mm以内，以免地基沉降变形引发局部开裂等质量问题。
2岩石地基环境下铁塔基础选型的优化设计
某500kV线路沿线分布了大量存在严重风化的裸露基岩，且这些岩石的类型包括凝灰岩、石炭系砂岩、花岗岩和砂页岩等。在真型试验中，决定选取两种岩石基础为测量点，即Y40、Y40+2.5，其中Y40区为岩体风化严重的砂页岩结构，且其表层覆有厚约50mm的基土，而Y40+2.5区分布有浅灰色的石炭系砂岩，且其表层夹杂了风化沙砾。据此，该线路沿线以岩石地质为主，具体为风化严重的软质岩石，则选用Y型嵌固式铁塔。一般而言，岩石嵌固基础的稳定性主要取决于上拨力，而利用岩石表面等垂直分量可抵消这一上拨力，其中在这些垂直分量中存有极限强度 。因此，在岩石地基环境下，高压输电线路铁塔基础的承重与尺寸设计应突出对 （kN/m2）的控制。
通常而言，Y倒锥体侧的表面积 ，则岩石极限抗剪力的垂直分量 ，由于铁塔基础的上拨力应比岩石极限抗剪力的垂直分量小，则可得 。在上述函数式中， 表示基础上拨的安全系数； 表示基础设计上拨力，kN； 表示基础的预埋深度，m； 表示Y型基础底部的直径，m。据此，便可设计出测试点Y40与Y40+2.5处的开挖尺寸，详见表2。
参照表2所示参数开展铁塔基础施工，并在铁塔基础竣工后，用500t油压千斤顶、应变测量仪和静载仪测量基础。测量结果表明，测试点Y40和Y40+2.5在4200kN上拨力条件下的位移量很小，则可确定表2所示的设计参数满足工程要求。
3结语
为了保证输电线路的可靠运行，应结合实际优化铁塔基础的选型设计，并针对不同的地质条件，制定针对性的处理方案和基础设计方案。本文根据影响高压输电线路铁路基础选型的因素，浅析了联合式基础在软土地基环境中的应用，然后再简要论述了Y型嵌固式在岩石地基环境中的应用，注意无论采用何种型式，在设计中，都应先开展线路沿线地质勘察，并根据勘察结果分析铁塔基础的受力特征，最后再采用相关函数对其设计参数加以优化，以保证铁塔基础稳定级输电线路安全运行。
参考文献：
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汽车制冷系统设计及选型 篇12
汽车空调系统在汽车中的重要性日益突出。国际汽车市场竞争日趋激烈, 为获得市场, 生产出价廉、安全、舒适和低排放的汽车是各大汽车生产商的努力目标, 汽车制造商不断地根据用户的要求更新汽车设计, 并期望通过利用新技术来提供更好的性能, 而是否需要增加成本则主要取决于获得的利益 (如环保) 是否足以补偿。
汽车空调系统作为影响汽车舒适性的主要组成之一, 为汽车提供制冷、取暖、除霜、除雾、空气过滤和湿度控制功能, 汽车空调系统已成为汽车市场竞争的主要手段之一。其中, 采暖系统可使乘员避免过量着装、为车窗提供除雾和除霜功能, 提供舒适性和安全服务;冷气系统则通过制冷、除湿来提供舒适性, 通过使司机保持警醒、允许关窗等措施提供了安全服务;采暖和冷气系统还可提供除尘、除臭的功能。这些功能已成为车辆必不可少的要求。虽然目前轿车的燃油余热足够提供轿车内的采暖和除霜的需要, 但近期研制的高效汽油、柴油发动机的余热会进一步减少, 电动车和混合动力车则不得不牺牲驱动性能来提供采暖和制冷, 因此必须通过提高汽车空调系统的效率来减轻汽车的动力负担。
因此, 根据环境设计汽车空调系统, 使其达到节能、环保、安全的特性, 对于我国汽车行业的发展至关重要。汽车空调制冷系统由压缩机、冷凝器、贮液干燥器、膨胀阀、蒸发器和鼓风机等组成, 各部件之间采用铜管 (或铝管) 和高压橡胶管连接成一个密闭系统。制冷系统工作时, 制冷剂以不同的状态在这个密闭系统内循环流动。每个循环由压缩、放热、节流和吸热四个过程周而复始的进行下去, 便可达到降低蒸发器周围空气温度的目的。
2 压缩机的设计和型式选择
制冷压缩机是制冷系统的核心部件, 在汽车空调中也不例外。它的作用是将蒸发器出口的低温低压蒸气压缩成高温高压的气体排入冷凝器, 以便于其冷凝成液体, 是系统中制冷剂工质流动的动力源。汽车空调压缩机目前主要采用容积式制冷压缩机。容积式制冷压缩机可分为:
目前汽车空调压缩机虽然型式多样, 但仍以斜盘式压缩机产量最多, 回转式产量最少。回转式压缩机零件少、效率高, 是汽车空调压缩机一个重要的发展方向。汽车空调压缩机的重要指标是排量和功耗。非独立式空调的压缩机没有固定的转速, 唯一有用的参数是其每转理论排量。压缩机转速的变化会引起系统制冷量的变化。汽车非独立式空调系统设计的关键之一是确定压缩机的额定转速, 使在该转速下压缩机所产生的制冷剂循环量与所需的空调系统额定制冷量相适应。压缩机的制冷能力, 取决于压缩机单位时间内强制循环的制冷专用的和单位制冷剂循环时的制冷能力。汽车空调制冷系统使用的制冷剂是R134a, 若规定了制冷剂循环的冷凝温度和蒸发温度, 则压缩机的制冷能力主要由压缩机每小时排出的制冷剂量决定。
压缩机每小时排出的制冷剂量M为:
式中:Vc——压缩机每转理论排量, ml;nc——压缩机转速, r/min;v——压缩机容积效率, v=0.6~0.8, 一般取中间值0.7;v——制冷剂吸入比容, m3/kg。
而空调系统的额定制冷量Q为:
式中:q0——单位制冷剂循环时的制冷量, k J/kg。
由上述两式可得压缩机转速:
根据我国汽车行业标准QC/T72-93《汽车空调制冷装置》规定, 空调压缩机的名义工况为蒸发温度℃, 过热度10℃, 冷凝温度62℃, 过冷度5℃。对于R134a制冷剂, 在上述给定名义工况下, 压缩机的q0≈122kJ/kg, v≈0.071m3/kg, 若v取中间值0.7, 则上式可简化为:
式 (4) 表示了压缩机制冷量、转速以及排量三者之间的关系。
通过上网查得, 南京奥特佳冷机有限公司生产的型号为WXH-106的涡旋式汽车空调压缩机比较适合, 制冷剂为R134a, 压缩机的具体参数如表1所示。
其性能曲线和实物图如图1和图2所示。
已知Q=5700w, Vc=106ML
则:nc=13.86Q/Vc=13.86×5700W÷106ml=745.30r/min
由于涡旋式压缩机吸入侧没有余隙容积, 吸入气体的过热度小, 效率较往复式高, 而且压缩室之间泄露少, 滑动速度低, 因此在高速区和低速区效率降低幅度不大, 在整个运行过程中就有较高的平均效率。
3 冷凝器设计和型式选择
由于自身原因, 汽车空调中的冷却介质只能是室外空气, 即采用空冷式冷凝器, 而空气的换热系数又比较小。又由于在汽车中尤其是直连式汽车空调中冷凝器的安装空间非常有限。再加上室外冷却介质温度较高, 因此如何解决这两者之间的矛盾是汽车空调设计中的关键问题之一。解决以上问题的方法只有强化冷凝器的传热, 尤其是管外侧空气的换热。一方面可以采用强制通风的办法, 加大管外的空气流速, 但是这样不仅会使空气阻力增大, 风扇耗功增加, 还会使噪音加大。另一方面就是在管外加肋片, 增加管外侧换热面积和增强空气的扰动。近年来冷凝器不仅管外侧的肋片形势不断推陈出新, 管内侧的肋化以强化传热也受到重视。
目前汽车空调中常用的冷凝器主要有套片式冷凝器、管带式冷凝器鳍片式冷凝器和平流式冷凝器四种。从传热系数、制冷剂侧阻力和空气侧阻力、内容积、体积和重量等综合性能指标看, 管片式是最差的。而且由于管与片之间因震动易松动和因膨胀形成的塑变内应力降低, 管片式在目前汽车空调中已很少使用。平流式冷凝器是最好的, 它能大大提高R12系统的性能, 也完全满足HFC-134a系统的要求, 但其在我国的应用受到一定的限制。原因有:焊点多, 接管焊缝长度远远大于管带式, 我国的道路状况差, 因此很难满足对冷凝器可靠性和耐久性的要求;采用的多孔矩形扁铝材料近期难以实现国产化, 制造工艺复杂, 需要专门的生产线;设计灵活性差;翅片间距小、翅片高度低使表面易积垢, 清洗也困难;生产成本也高。所以目前国内汽车空调常采用的是管带式冷凝器, 由于对翅片间距、翅片高度的改进和不同带宽的选择使管带式冷凝器的性能进一步提高。根据前面的计算, 冷凝器热负荷要有10%~30%的裕量, 所以选形时, 冷凝器负荷至少达到7.6k W, 由网易电子样本查得的资料, 选定FLN-C28型双风机风冷冷凝器, 其基本参数如表2所示。
4 蒸发器设计和型式选择
汽车空调蒸发器安装在车室内, 因此安装空间相对冷凝器来说较宽敞。蒸发器的作用是将节流降压后的气液两相制冷剂, 通过吸收流经蒸发器空气的热量, 蒸发气化成制冷剂蒸汽使流经蒸发器的空气温度降低。目前常用的管片式, 管带式, 层叠式三种型式均有应用, 管片式传热效率低, 但工艺成熟、简单, 生产成本低, 而且布置起来灵活, 因此在目前仍有较广泛的应用;管带式则受到管带宽度的限制, 需要较大的迎风面积, 在某些场合布置起来有一定的困难;层叠式则是具有很高的传热效率, 结构紧凑, 整体体积小, 适合安装空间有限的场合, 但其生产工艺要求很高, 成本高。
汽车空调制冷系统的蒸发器一般选择管片式。根据查得的资料, 选择阳东伟圣汽车空调配件有限公司生产的汽车空调WS-2009型管片式蒸发器, 其基本参数如表3所示。
实物图如图3所示。
5 节流元件的选择
汽车空调制冷系统中的节流元件一般都采用热力膨胀阀。它的作用是使高压液体制冷剂节流, 即压力降低, 温度也降低。同时它还能根据外界负荷的变化对蒸发器流量进行调节;热力膨胀阀调节流量是由蒸发器出口过热度的大小决定的。
热力膨胀阀可分为外平衡式和内平衡式。外平衡式热力膨胀阀的构造较复杂, 但能改善蒸发器工作条件, 使蒸发器的传热面积得到充分利用。选择内、外平衡式热力膨胀阀主要依据是蒸发器中制冷剂的压力损失大小。当蒸发器压力损失较大时采用外平衡式, 反之, 应选择内平衡式热力膨胀阀。根据前面的计算, 应选择内平衡式热力膨胀阀。
6 储液干燥过滤器的选择
干燥的作用是吸收制冷剂中的水分, 防止可能出现的“冰堵”现象。过滤是为了防止机械杂质和其它污物流入制冷系统产生堵塞, 保证制冷剂的顺利流通。储液用来储存制冷剂液体, 以便工况变化时补偿和调剂制冷机流量。在中小型汽车空调中, 通常将三者和并在一个压力容器中完成, 这就是储液干燥过滤器。储液干燥过滤器作用象粒子过滤器和制冷剂储液罐, 更重要的是在储液罐中的分子筛能吸收这少量的水蒸汽, 以防止酸的形成, 储液干燥器通常配合热力膨胀阀使用。储液干燥过滤器一般串联安装在高压侧冷凝器的出口处。
干燥剂在以前的R12系统中通常用硅胶, 改用R134a后由于润滑油PAG亲水性强, 干燥剂采用铝的硅酸盐, 如XH-7和XH-9;干燥也可用分子筛, 分子筛是一种吸附剂, 它对水分较低的制冷系统也有较好的干燥能力。过滤器一般装在制冷剂的入口端, 滤网采用50~100目网眼的黄铜丝网做成。储液干燥过滤器上还装有视液镜和易熔塞, 分别用来指示制冷剂的流动状态、冷冻油的流动情况和冷凝压力过高时的安全保护作用。
7 结论
7.1汽车空调制冷系统的设计参数与很多因素有关, 不能单独确定, 要根据实际情况选取合理的空调系统及其参数。根据对汽车空调制冷系统的理解, 画出了原理图及系统的各组成部件。
7.2根据选择的参数, 经过热负荷计算、阻力损失计算和热循环计算得出, 汽车空调制冷系统需要的制冷量为5.255kW, 其冷凝器的热负荷为8.360kW。根据这些参数查资料选取压缩机、冷凝器、蒸发器等系统部件。
7.3采用选型后的系统部件进行系统的布置, 其布置图如附图2所示, 为了减少阻力损失, 进行设计时使管路尽可能的短一些, 这样不仅可以提高效率, 还可以节省材料。综上所述, 本文主要是对宝马M5型汽车进行空调制冷系统的设计, 虽然对车室内温度、湿度、空气洁净度和气流组织有一定的要求, 但是设计参数不是十分精确, 所以设备选型不是很准确, 在工程技术可靠性和经济合理性做到尽量优化。
摘要：汽车空调一般是由制冷系统、空气输送系统和控制系统组成。制冷系统的基本部件是制冷压缩机、换热器及节流机构, 其作用是在夏季热负荷下给汽车空调提供冷源。汽车空调系统作为影响汽车舒适性的主要组成之一, 为汽车提供制冷、取暖、除霜、除雾、空气过滤和湿度控制功能, 汽车空调系统已成为汽车市场竞争的主要手段之一。根据环境设计汽车空调系统, 使其达到节能、环保、安全的特性, 对于我国汽车行业的发展至关重要。
关键词：汽车空调,制冷系统,设计,选型
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