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用Autolisp語言編制絮凝一沉淀池設(shè)計程序

時間:2024-07-25 22:07:15 計算機畢業(yè)論文 我要投稿
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用Autolisp語言編制絮凝一沉淀池設(shè)計程序

摘要:提出一種水處理絮凝一沉淀池設(shè)計的標(biāo)準(zhǔn)化方法,并用Autolisp語言編程,實現(xiàn)了計算機自動設(shè)計、計算、繪圖的功能。此方法也可以推廣應(yīng)用于其它水處理構(gòu)筑物設(shè)計,實現(xiàn)設(shè)計智能化。

關(guān)鍵詞:絮凝池 Autolisp

概述

  近幾年來,CAD技術(shù)已被各種門類的廣大工程技術(shù)人員用作產(chǎn)品設(shè)計和工程設(shè)計,并作為分析和繪圖的有效工具,實現(xiàn)產(chǎn)品和工程設(shè)計的自動化。CAD技術(shù)把計算機的快速、準(zhǔn)確的特點和設(shè)計者的邏輯思維及綜合能力結(jié)合起來,可以加速設(shè)計進(jìn)程?s短設(shè)計周期、提高設(shè)計質(zhì)量。筆者將AutoCAD內(nèi)嵌的Autolisp語言應(yīng)用于水處理構(gòu)筑物的設(shè)計。以柵條式水力絮凝一平面圖設(shè)計為例,說明如何充分利用Autolisp的計算功能,使計算結(jié)果即可用于繪圖,實現(xiàn)快速、高效、智能化設(shè)計的繪圖工作。

1 數(shù)學(xué)模型的建立

1.1 柵條式水力絮凝池的計算標(biāo)準(zhǔn)化
  柵條式水力絮凝池的計算通常都是按照《給水排水設(shè)計手冊》進(jìn)行的,這種方法在實際計算時是可行的,但存在以下幾個問題:①以流速v作為設(shè)計參數(shù)存在不合理性,水力攪拌絮凝池是通過水力作用(同時消耗水體能量)達(dá)到使絮體并大的目的,絮凝效果只與有效能耗直接相關(guān);②進(jìn)行流速參數(shù)重新選用時,原先的計算全部作廢,故計算效率降低;③如用計算機計算,以往的設(shè)計軟件沒有自動調(diào)整參數(shù)的功能,需人為干預(yù)。
  針對上述情況,筆者提出一種有利于計算機實現(xiàn)的標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計方法,稱之為能耗分配法,程序步驟如下所述:
 、俑鶕(jù)設(shè)計流量,選擇合適的絮凝池池型;
 、谳斎胛ㄒ坏脑O(shè)計參數(shù),即絮凝時間t,t可根據(jù)《給水排水設(shè)計手冊》或生產(chǎn)經(jīng)驗確定,對水力柵條絮凝池,t=8~15 min;
 、鄹鶕(jù)h=α·t,計算絮凝池總水頭損失H。其中α為單位反應(yīng)時間的能耗(水頭損失)。此公式反映了絮凝池水頭損失同絮凝時間之間的關(guān)系。該公式的理論基礎(chǔ)是:由速度梯度G值的計算公式式(l),因為γ、μ均為常數(shù),要保證G值在一定范圍內(nèi),h/t必為一定范圍內(nèi)的值,根據(jù)生產(chǎn)實踐數(shù)據(jù),平均G值大致40~50 S-1較合適,經(jīng)過計算:

  α=h/t=1.0~1.5cm/min;

  速度梯度C的計算公式:

  G=[(γ/μ)×(h/t)]0.5        (1)

  式中:G——速度梯度,S-1;
     γ——水的重度,N/m3;
     h——絮凝池水頭損失,m;
     μ——動力粘性系數(shù),Pa·s;
     t——絮凝時間,S。

  ④能耗分配:筆者根據(jù)相關(guān)文獻(xiàn)新型絮凝池的水頭損失與絮凝時間之間的關(guān)系,繪出如圖1曲線。

  其中Xi=ti/t,ti表示絮凝歷時;

  yi=hi/h,hi表示由t=0到t=ti這段時間內(nèi)的累計水頭損失;

  設(shè)曲線方程為 y=x/(ax+b),整理得:

  1/y=a b/x

  作直線擬合,求得系數(shù)a≈0.8,b≈0.2故得到能耗分配公式:

  y=x/(0.8x+0.2)         (2)

  將絮凝池分為N段,每段的水頭損失可用以上能耗分配經(jīng)驗公式計算:

  故X為無因次累計絮凝歷時,y為無因次累計水頭損失。通常將絮凝池分為三段,則三段的水頭損失分別為:

    h1=y(tǒng)1·h
    h2=(y2-y1)·h        (3)
    h3=(y3-y2)·h

 、葸x定每段柵條板層數(shù)ni,計算出一層?xùn)艞l板的水頭損失h0i;及相應(yīng)的開孔率εi;

    h0i=hi/ni;                   (4)

  并由水頭損失計算公式(式5)計算開孔率(式6):                  2

  式中 v——空室流速,m/s;
     V1——水流通過柵條的流速,簡稱過柵流速,m/s;
     g——重力加速度,m/s2。

 、扌:薌、GT值:由于在進(jìn)行設(shè)計之前,G值和GT值已考慮在合理范圍內(nèi),故這一步計算后整個計算過程結(jié)束。
  上述水力絮凝池計算的能耗分配法從能量損失的觀點出發(fā),充分考慮了能耗適應(yīng)絮體成長的需要,編成計算機程序也是十分方便的。以往在進(jìn)行水處理構(gòu)筑物設(shè)計的時候,由于各個設(shè)計者所選參數(shù)的不同,因此計算結(jié)果會有較大差異;而采用上述方法,用計算機進(jìn)行設(shè)計的時候,如果不是有意識地人為干預(yù)參數(shù)的選擇,其計算結(jié)果將是唯一的,這就是標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計的優(yōu)越性。
1.2 絮凝池平面布置標(biāo)準(zhǔn)化
  根據(jù)水力計算結(jié)果,即可進(jìn)行平面布置,同樣以柵條絮凝池設(shè)計為例,如下所述:
 、俑鶕(jù)流量大小,選用已事先標(biāo)準(zhǔn)化的池型,例如采用30格模式(昆山模式)、18 格模式(洪湖模式)等多種標(biāo)準(zhǔn)形式;
 、诟鶕(jù)V=Q·t,計算出絮凝池體積V;
 、鄹鶕(jù)A=V/H(H為絮凝池高度基本為定值,由后續(xù)斜管

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