离心鼓风机设计软件的开发

采用Visual Basic编程软件开发运行于Windows操作系统下的离心鼓风机设计软件，介绍了软件的编程思想、主要功能、应用范围及发展前景。

本文通过对风压、空气、制造材料等条件的分析，介绍了风机设计软件系统的结构、原理与功能，展示了如何依靠计算机进行风机的辅助设计。应用设计软件系统，可以降低风机制造成本，缩短工期，提高经济效益。

在设计条件下，风压为15kPa～200kPa或压缩比ε=1.15～3.5的风机称为鼓风机，鼓风机输送介质以空气、煤气、二氧化硫及其他惰性气体为主。也可按需生产输送其他易燃、易爆、易蚀、有毒及特殊气体。因而能广泛适用于冶金、石化、食品、矿井、纺织、煤气站、气力输送、污水处理等各工业部门。在鼓风机产品设计中，传统的鼓风机气动性能计算借助于计算器进行手工简单计算，随着计算机技术的发展，采用高级计算机语言如Basic、FORTRAN等编制的程序逐步代替了低效率的手工计算，这种程序一般运行于DOS操作系统下，界面操作非常繁琐，功能比较单一，很多常用计算仍需手工计算。

在WINDOWS 2000以上的系统下会显示乱码、经常出现循环死机等，这样难免会出现一些非人为的设计错误。本论文介绍了在Windows下开发的基于WINDOWS操作系统下的鼓风机设计软件。

　　1 软件的编程思想

　　离心鼓风机设计软件的开发不仅要满足一般产品设计的气动计算功能，而且应集成一些常用的计算，并实现数据连算以提高设计效率。在编程工具方面，一种是面向过程的，如：FORTRAN、BASIC、C语言等;另一种是面向对象的可视化编程，如：Visual Basic、Visual C++等。面向过程的是不稳定的，一是软件代码的重用性很差，即使重用，也是简单的复制和拷贝，代码数量急剧增加，而不能直接继承和应用。二是面向过程的方法将数据和过程分离，不方便数据管理，使得数据的改变很可能带来代码的变化。为使软件的功能多元化，提高程序的实用性，编程工具选择了面向对象的运行效率较高的Visual Basic。

　　2 设计软件的功能

　　2.1 软件主要结构(图1)

　　图1 软件主要结构图

　　2.2 软件的界面设计

　　软件界面采用了windows对话框窗口形式，方便设计者与计算机的数据交互、管理。软件的任务指令采用工具栏按钮与菜单共用的形式，通过工具栏按钮或菜单命令均能快速的找到相应的计算任务指令。

　　2.3 软件的主要计算功能

　　(1)实现离心鼓风机计算各子程序的数据输入、数据保存、计算结果输出、打印功能。(2)物性参数计算中介质组分包含了常规的52种气体。(3)实现从物性参数输入到所需气动参数输出的连算功能，中间不需任何手算。(4)增加气动性能的五级叶轮连算，性能参数逐级输出。(5)在进行计算之前对输入数据加以合理性验证，以减少计算过程中的死循环。(6)强大的ADO数据库功能，支持SQL数据库查询，并可随着新产品的数量增加对数据库进行更新。(7)叶轮几何参数可方便的从叶轮数据库中直接读取，高效的利用现有图纸以节省资源。

　　2.4 软件的查询功能

　　(1)单位换算查询。(2)饱和水压力查询。(3)叶轮几何参数的查询。(4)轴承耗油量及功率损失的查询。

　　2.5 软件编程中数据输入及计算报告的优化

　　图2 软件的数据输入窗口部分截图

　　图3 叶轮的主要几何参数

(1)“介质组分体积比率”在相应的组分处填入体积百分比，填入0～1的小数或0～100的百分比，程序均能识别各组分体积比之和是否等于1或100，如果大于或小于1或100程序会加以提示。(2)进口参数中“流量”为不考虑余量的值，“流量余量”另输入数值。流量的输入值的干、湿状态由“□湿”的复选框选择与否来确定。如：输入的流量为湿气体，则将“□湿”选中。流量单位选择scfm时，“□湿”不用选择，这时的标准流量对应于标准状态2(psi、°F、%)。(3)“入口压损”为鼓风机进口压力损失。

程序计算时自动将进口压力换算到进口法兰处。(4)“相对湿度”为鼓风机运行状态下的相对湿度，填入的数值范围为0～100。(5)“出口压力”为鼓风机的实际要求的压力，压力余量在程序计算过程中计算。(6)“叶轮几何参数”为流道的几何尺寸，叶轮各参数如图3。(7)进口直径D1取叶片进口的平均中径。(8)“变速机 / 耦合器功率损失系数”为原动机功率的百分比，程序自动计算功率损失并考虑在轴功率内。(9)“叶轮数据库”为已设计存档的叶轮数据，可直接将选中的叶轮几何参数读入到对话框中供计算用，如果对话框中已经填入数据，程序会作出是否替换的提示。(10)“计算结果分析”包括计算报告和参数分析，计算报告包括三部分内容：计算日期(自动取系统日期和时间)、输入数据、计算结果。参数分析根据设计规范的要求做以下主要参数的判定：出口压力、相对速比w1/w2、叶轮冲角、叶轮流量系数、扩压器冲角、出口流速。

如果出现不合理的数值以红色字体在计算报告右侧加以提示供设计者参考。(11)如果计算完毕输入数据没有保存，程序会在窗体的标题栏名称尾部以“*”号标识，并在窗体关闭时给予提示。(12)计算完毕点【打印】既可将计算报告输出到指定的打印机。(13)计算报告的一些说明：中 “压力余量”为升压ΔP的百分比，“出口压力”为考虑压力余量后实际能达到的压力。“轴振动设计值”程序根据API617-2002计算出数值。

　　3软件部署及加密

　　为严格保守商业秘密，保护企业知识产权，防止未经授权而擅自复制或传播本软件，特将软件打包成标准的windows installer 安装程序，并采用了硬件序列号加密，实现一机对应唯一序列号。

　　4设计软件的外部接口

　　随着本行业的新技术的进步，软件也在不断的更新和优化，在程序内部预留的CAD的绘图接口，可输出CAD绘图软件可读取的数据，以实现自动绘图功能。在计算报告输出中可与Excel连接，在Excel中对计算结果再处理，完成更多的设计需求。

　　5设计软件开发总结及展望

　　通过Visual Basic编程工具开发的离心鼓风机设计软件，不仅实现了离心鼓风机产品设计的详细气动计算，而且集成了很多常用的设计计算子程序，并对计算过程、计算方法、软件操作进行了优化，大大提高了鼓风机的设计工作效率，为鼓风机制造厂间接的提高了经济效益。随着科学技术的发展，软件的版本、功能也在不断的更新中，在未来的发展中，该软件还应结合商业CAD软件做一些二次开发，提供更为便捷的设计工具。

　　作者：徐瑶 张鹏飞 来源：数字技术与应用 2015年1期