用adp設計攪拌與計算攪拌功率

1、用ADP設計攪拌與計算攪拌功率－－ADP軟件使用方法,湖南懷化學院 徐德華E-mail: xu_dh@163.com ; QQ: 423172643,二〇一七年 八 月,目 錄,前 言第1章：產品介紹第2章：產品技術與特點第3章：使用環(huán)境第4章：使用方法一．安裝卸載二．操作方法1．登錄2．主界面3．主窗口——ADP攪拌器設計暨功率計算主窗口4. 罐體公稱容積、封頭容積的設計計算窗口5. 軸徑、傳熱面積、罐體

2、壁厚的設計計算窗口6. 橢圓封頭圖片與標準封頭尺寸查詢窗口三．符號意義,前言,隨著計算機的普及，應用軟件也深入到了各行各業(yè)。為了在科技領域更好更規(guī)范地設計攪拌罐和計算攪拌器功率，我們分別依據傳統的和創(chuàng)新的攪拌功率計算原理編制了《ADP攪拌設計平臺》軟件(Version5.0)，其主要功能是根據結構、物性和操控三大類參數進行攪拌罐、攪拌器結構與功率設計計算。 攪拌功率至今依賴含功率準數𝑵𝒑

3、;的經驗公式計算；現成的𝑵𝒑都有確定的條件，且為數有限，不符合諸多的實際情況；企業(yè)在確定條件下測試攪拌器的𝑵𝒑 ，研究成本高，效率低，且計算范圍受局限。ADP設計軟件的核心和創(chuàng)新之處是用新的攪拌功率理論模型構建對攪拌功率的算法和對攪拌罐與攪拌器結構科學設計的策略，無需𝑵𝒑 ，設計時在可視界面即時改變和調整各項結構、物性或操控參數，即時得出相應

4、變化的結構參數、雷諾準數𝑹𝒆值和攪拌功率數據；用于設計、設備改造校核和攪拌器功率準數的測試（不對用戶用戶開放）。ADP軟件希望能給科技工作者及有關人員提供方便，有效地提高設計速度和效率，確保設計計算的先進性、科學性和準確性。,產品介紹,本產品是一個應用于化工、生物和食品行業(yè)立式攪拌罐的攪拌功率設計計算的軟件，能輔助使用者設計攪拌罐和攪拌器的結構的相關尺寸，能選擇設計攪拌罐內的物料性質參數和操作控制參數，可

5、能輔助繪制其結構示意圖，可以計算攪拌軸徑、冷卻面積、罐壁厚度，可以計算封頭尺寸和封頭容積，可以用傳統Np功率計算方法計算攪拌功率，更主要的是您可以使用新的攪拌功率計算模型計算攪拌功率：用新法計算攪拌功率實際上是計算攪拌過程的理論軸功率。根據攪拌葉形式的不同，可以計算平槳葉斜槳葉的攪拌功率，可以計算螺旋槳葉攪拌器的攪拌功率，可以計算圓弧形攪拌葉、拋物線型攪拌葉，箭葉形攪拌葉以及后彎葉攪拌器等的攪拌功率?！　?本產品可用于實際生產中對攪拌

6、設備進行改造時的校核與檢驗工作，以獲得最佳的攪拌動力需求設計和攪拌功率。 　　本產品甚至可以用于實驗測試各種不同立式攪拌器的功率準數，以供研究攪拌器性能使用。 　　任何計算方法都是有條件的。本產品一般適用于立式攪拌罐，且粘度不太大的牛頓型液體或非牛頓型的單一組分液體或混合液體的攪拌設計計算。 放大設計和計算攪拌器功率的方法很多，但沒有較好的基于計算機進行放大設計的軟件、攪拌功率計算是基于傳統的Np（功率準數）方法進行

7、計算。而本軟件是采用基于攪拌功率的理論機理模型進行編制和計算的，歷經二十幾年的推敲和實際檢測，證明是符合工程應用實際的?！　”拒浖奖阍谟欣诠に嚥僮鞯臈l件下進行設備的放大設計計算。從此可以不要為計算攪拌功率而再為每個攪拌設備進行確定功率準數Np的實驗了！本軟件的核心技術是采用了新一代的攪拌功率機理計算模型，用于設備設計時的放大計算；用于現有攪拌罐改造的功率核算；用于觀察單一因素改變時的功率變化；甚至可以用來測試具體條件下攪拌器的功率

8、準數Np,省去耗時耗費的功率準數測試實驗室的巨額投資。無論是用于攪拌器設備的實驗、設計還是生產設備的改造，均可優(yōu)化計算過程，節(jié)約成本和降低能耗，節(jié)省時間，提高效率，是化工攪拌技術研究發(fā)展中的關鍵理論基礎和實踐技術，具有廣泛而現實的應用前景。,產品介紹,,5,2024/3/11,理論價值 依賴三大守恒定律和純數學方法獲得了一整套攪拌功率計算的機理模型群，反映了攪拌功率消耗與三大類實際參數(設備結構參數，物料特性參數，操作控制參數)

9、之間數學函數關系，機理模型是構建ADP平臺的核心技術。適用范圍較大，具有創(chuàng)新性、科學性、外延性、擴展性和通用性。,,,6,2024/3/11,實際意義 ADP不依賴功率數𝑵𝒑算圖及其修正公式，直面攪拌過程的結構、物性、操控參數，在軟件可視界面進行設計與計算，實用高效，節(jié)能可靠。 從設計源頭抓好節(jié)能降耗，縮短設計周期,提高設計效率，保證攪拌效果；也能對現有生產過程進行攪拌性能校核計算；還可

10、以面向實驗進行設計計算；甚至可來對生產或實驗攪拌設備進行功率數𝑵𝒑~𝑹𝒆曲線的模擬。,,,7,2024/3/11,社會效益 ADP相對傳統模型和國外CFD，實現了技術核心層面的突破與跨越。攪拌技術涉及能源化工、醫(yī)藥化工、食品化工、機械制造以及冶煉化工等諸多方面，ADP攪拌設計新平臺具有廣泛的市場和很好的實際應用價值。 據本人了解，自2009年底，《AAA

11、攪拌器攪拌功率輔助設計》（《ADP攪拌設計新平臺》的前身）發(fā)布以來，國內很少或再沒有花巨資引進國外的關于攪拌技術研究的硬件實驗平臺和軟件平臺了。在國內攪拌技術行業(yè)影響較大，有力地推動了攪拌技術的進步！,技術背景:,工業(yè)攪拌設備設計，液體攪拌功率計算長期依靠傳統模型: 𝑷=𝑵𝒑 ?𝝆?𝒏 𝟑 ? 𝒅 𝟓

12、; 計算𝑷時依賴實驗測定功率數𝑵𝒑，或依賴實驗測定力矩𝑴功率數𝑵𝒑受許多因素的影響：𝑵𝒑=𝒇(𝑹𝒆,結構參數，液體性質參數，操控參數）雷諾數𝑹𝒆為反應流體流動狀態(tài)的數，𝑹𝒆意義

13、9929;𝒆越大流動越激烈；越小流動越平穩(wěn)。其值定義為：𝑹𝒆= 𝝆?𝒏?𝒅 𝝁 𝑵𝒑系實驗參數，一直由專業(yè)研究人士，通過實驗獲得確定條件下的𝑵𝒑~𝑹𝒆的數據，并繪制為𝑵𝒑~⻘

14、9;𝒆曲線（稱為𝑵𝒑~𝑹𝒆算圖），如果條件不同必須設法修正。,,8,2024/3/11,,技術背景:,傳統模型滿足不了工業(yè)攪拌設計技術發(fā)展的需求; 計算時依賴功率數𝑵𝒑，需要𝑵𝒑~𝑹𝒆功率曲線或算圖； 實際條件與曲線或算圖的條件不同時必須修正；

15、 實際情況千變萬化，現有𝑵𝒑~𝑹𝒆曲線或算圖有限，修正系數更有限。 力矩𝑴的測定必須有良好的儀器，且只能用于實驗；國外CFD（流體力學設計）湍流模型不準確性、不能滿足攪拌設計的實際需求。,,9,2024/3/11,,,答案是肯定的！解決此問題的 ADP終于誕生了！,問題：對于液體攪拌能否找到更好的功率計算模型呢?,,構建攪拌設計平臺,

16、總體思路 ：,罐體結構設計,攪拌功率,10,攪拌器結構設計,物性參數設計,操作控制參數設計,自動模擬𝑵𝒑~𝑹𝒆曲線,𝑵𝒑~𝑹𝒆功率曲線,開始,構建機理模型群,基礎、關鍵、技術核心,返回,過程需求參數設計,計算攪拌功率,用機理模型計算,數據庫,其它功能(省略),技術內容,基本原理： 聯系

17、三大類參數（罐體、攪拌器以及附件的結構參數，被攪拌液體的性能參數，工藝操控參數），根據理論物理、化學工程以及流體力學等基礎學科理論、從能量平衡、動量平衡和角動量平衡出發(fā)，利用數學分析手段，歷經二十余年探索分析建立眾多的攪拌機理模型群；據此依靠計算機軟件技術構建為《ADP攪拌設計新平臺》，能直接面向生產工藝過程的需求進行設計和計算，不依賴功率數𝑵𝒑的算圖及其修正公式，在計算機軟件界面完成攪拌設計過程、計算攪

18、拌功率；能對現有生產過程進行攪拌性能校核；甚至可用來對生產或實驗攪拌設備進行功率數𝑵𝒑~𝑹𝒆曲線的模擬。,,11,2024/3/11,技術內容(續(xù))：,構建攪拌力矩模型： 從三大基本平衡原理和生物物理、液體工程力學等學科知識入手 𝑴 𝟏 =𝒇𝟏 結構參數，液體性質參數，操控參數

19、 𝑴 𝟐 =𝒇𝟐 結構參數，液體性質參數，操控參數 　 …… 𝑴 𝒏 =𝒇𝒏 結構參數，液體性質參數，操控參數 構建攪拌功率模型：𝑷=𝝎·𝑴=𝝎 𝒊=𝟏

20、; 𝒏 𝑴𝒊 𝑷=𝝎 𝒊=𝟏 𝒏 𝒇𝒊 結構參數，液體性質參數，操控參數 開發(fā)者對十幾套不同形式的常用攪拌器，分別創(chuàng)建了功率計算的理論模型，稱為模型群，模型群是計算攪拌功率的核心技術.,,12,2024/3/11,技術內容(續(xù))：,機理模型群主要部分的基本形

21、式　　　(請理解為保密沒有給出模型群的具體形式),,13,2024/3/11,,P1=f(h0,Yp,ψ,γ,α,β,R) (1)P2=f(h,Yp,ψ,γ,α,β,R) (2)P3=f(h,Yp,ψ,γ,α,β,R)

22、 (3)P4=f(h0,μ,Yp,ψ,γ,α,β,R) (4)……,技術內容(續(xù))：,,,14,機理模型的特點： 1.沒有實驗參數，純理論機理模型 根據攪拌的物理原理、液體動力學原理和數學微積分基本原理做出來的純

23、理論計算模型，除了有設備的結構參數外沒有一個經驗參數，模型中的Q等參數在使用中都是固定值。因此計算攪拌功率時不需要功率數𝑵𝒑 。 2. 每種類型攪拌器都會有一套具體的理論模型 機理模型群全方位、本質地反應復雜的攪拌系統中攪拌功率與相關參數的函數關系，雖然形式沒有𝑵𝒑經驗模型簡單，看似把“簡單”變復雜了，但用現代計算機技術又會把非常復雜的運算變得十分

24、簡單快捷?；跈C理模型、構建ADP軟件平臺 基于軟件設計技術、數據庫技術、繪圖技術完成ADP軟件平臺構建，解決機理模型應用問題和安全密保問題,2024/3/11,運行ADP,展觀界面,創(chuàng)新亮點：,,15,2024/3/11,ADP攪拌功率之機理模型屬于原始創(chuàng)新，具有原創(chuàng)性、開拓性。 機理模型中全為實際參數及有確定值的常數。ADP計算攪拌功率，不需要測𝑴 ，不需要𝑵&#

25、119953; ，也不需要𝑵𝒑~𝑹𝒆算圖及其修正；甚至可以反過來計算𝑴，可以計算𝑵𝒑并模擬生成𝑵𝒑~𝑹𝒆曲線。 在化工設備制造、攪拌設計行業(yè)，根據工藝需求和設備結構、物性條件以及操作控制參數，用無𝑵𝒑參數的機理模型設

26、計攪拌罐和攪拌器與計算攪拌功率，除申請者報道外，國內外至今未見其他人提出關于攪拌功率計算的機理模型。,創(chuàng)新亮點(續(xù))：,,16,2024/3/11,1 ．原理上，機理模型是理論創(chuàng)新研究，全面反應攪拌功耗的力學特征，全面反應攪拌功耗與結構的聯系，充分反應與被攪拌液體之主要物性的聯系，充分反應與攪拌操作控制參數的聯系。諸多因素（三類參數）引起攪拌阻力F的大小變化，被描述為數學表達形式；用數學形式描述和表達相關連或相似攪拌葉的差異；用三大守恒

27、定律和純數學方法得出的攪拌功率計算的數學力學關聯式方程組（機理模型群），是我們實現創(chuàng)建攪拌機理模型的關鍵創(chuàng)新點。用機理模型群計算攪拌功率時不需要𝑵𝒑功率數，攪拌功率理論模型必然是行業(yè)內最新的。 2 ．關系上，機理模型是典型的多學科交叉研究項目，融合化學工程、生物工程、物理學、液體力學、信息學等多學科的理論、方法和技術，利用機理模型，初步研究攪拌反應罐和攪拌器的結構參數、被攪拌液體的特性參數

28、、攪拌操作控制參數與攪拌功率消耗之間關系，從機理層面了解攪拌的規(guī)律。 3 ．做法上，縮短理論研究與實際應用的時空距離，構建好模擬設計計算平臺，為機理模型應用于工程實際排障導航，能很快地服務于實際產業(yè)。 4．軟件應用安全上，實現一個用戶一臺機器一個安裝包，同時實現對用戶信息（包括機器信息）進行三重技術加密。,返回,技術參數:,,17,2024/3/11,ADP有三個版本，都由Windows平臺支持運行。1

29、、實用版：適用于大中小型攪拌設備，具有攪拌罐結構設計，提供5擋攪拌器結構設計，提供十二種攪拌葉選型，提供攪拌器直徑異徑設計功能，提供擋板條件設計，提供平底與橢圓底封頭設計；提供基本參數設計（轉速、裝填率、密度、粘度、通風罐壓、罐溫等），繪制整體結構示意圖，計算攪拌軸徑、盤厚、葉厚、攪拌功率、電機功率。 2、高級版：包含實用版的全部設計功能，增加多類型攪拌槳組合設計功能（新增高速鋸齒分散盤槳、錨框組合槳），攪拌器各擋之間異間距設計功能

30、。 3、至尊版：包含高級版的全部設計功能，新增高速鋸齒分散盤槳、開孔槳,錨框組合槳；具有臥式和傾斜式攪拌設計計算功能，導流筒設計功能；具有弧形頁面設計計算功能，多罐底類型。,技術參數(續(xù)):,,18,2024/3/11,ADP的基本功能： 1、選擇大罐或小罐，計算罐體的相應數據； 2、設計和改變罐子的徑高比，設計和改變罐直徑與攪拌器直徑的比值； 3、能設計擋板的規(guī)格； 4、能調節(jié)通風量大??；

31、5、能改變攪拌器開啟或圓盤狀態(tài)； 6、具有異徑功能，能設計多達五檔不同直徑、不同型式的攪拌器； 7、 提供多種（常用和不常用的多達十幾種）攪拌器的選型； 8、能手動設計不同層的攪拌器的直徑，即具有異徑功能； 9、能選擇攪拌器葉片數； 10、能調整罐封頭高度及封頭高徑比； 11、能調整攪拌葉的安裝傾斜角度； 12、能設計和調整攪拌器的安裝間距和安裝底距；,技術參數(續(xù)):,,19,2024/3/

32、11,ADP的基本功能： 13、能計算攪拌軸功率； 14、能調節(jié)和設計攪拌轉速，并能計算max功率下的適宜轉速； 15、能計算攪拌軸大小、計算攪拌葉的厚度、計算渦輪攪拌器圓盤厚度； 16、能保存、查閱和打印設計計算數據； 17、能計算高粘度液體下的攪拌功率； 18、能在同一攪拌軸上選擇多種攪拌器(葉)類型進行組合安裝設計，可計算攪拌葉的相關數據； 19、新增異擋間距功能：即多擋攪拌

33、器情形時，各相鄰擋間隔距離可以進行不同的設計。 20、臥式和傾斜式攪拌設計計算功能，導流筒設計功能；弧形頁面設計計算功能，多罐底類型。（至尊版專用） 21、模擬攪拌功率曲線（開發(fā)者專用）；,特性對比,,20,2024/3/11,特性對比(續(xù)),,21,ADP攪拌設計新平臺的優(yōu)越性： ADP攪拌設計新平臺的核心技術是攪拌功率計算理論模型群[15]，這類模型系純粹的數學機理模型，準確地反映攪拌系統中諸多參數與

34、攪拌功率的函數關系?？梢灾苯俞槍嶒灮蛏a攪拌過程的各項實際參數和需求進行設計與計算。 ADP法的優(yōu)越性是，用機理模型來反映了復雜的攪拌問題的本質，克服了傳統𝑵𝒑方法和CFD的不足，實現對攪拌易操控的設計和計算。 機理模型對功率的計算無需用網格累積能量，不要選擇“邊界參數”，當然也無需𝑵𝒑功率數，準確快速，而且具有外延性。,2024/3/11

35、,返回,知識產權、行家評價,《ADP攪拌設計新平臺》軟件，軟件原名《AAA攪拌罐攪拌功率輔助設計》，現名ADP攪拌設計新平臺，簡稱ADP，是一款直接面向生產過程的設計軟件，由全國第一屆攪拌技術專家委員會委員、懷化學院副教授徐德華開發(fā)成功，2009年12月31日，已獲得國家軟件著作權，擁有自主知識產權（《AAA攪拌罐攪拌功率輔助設計》授權號2009SR061264，證書編號0188263）。,,22,2024/3/11,使用環(huán)境,硬件設備

36、信息本軟件的硬件需求不高，一般的計算機硬件性能都具備運行本軟件的條件。開發(fā)本軟件的基本硬件環(huán)境是：奔騰4CPU，512MB內存，1024×768的分辨率。軟件支持信息《ADP攪拌器設計平臺》使用可視化編程軟件編制， Windows2000、Windows XP版本及其以上的操作系統都能支持它的運行。,使用方法,一． 安裝卸載本款軟件安裝簡單。當擁有該軟件包后，找到軟件包中的setup.exe,雙擊執(zhí)行安裝。支持該款軟件

37、的操作系統是Windows 2000和Windows XP及其以上的版本，支持Windows 2000 和Windows XP 的硬件系統即能滿足該軟件安裝所需的硬件環(huán)境要求。在WIN7以上操作系統中安裝時須以管理員身份運行安裝程序setup.exe。卸載該軟件的方法是在控制面板中，選擇添加或刪除程序項內的該軟件名稱，點擊刪除即可。,二．操作方法,1．登錄,圖1,當您獲得使用權后，運行該系統時，系統首先會讓您登錄（見圖1），輸入正確

38、密碼后則進入系統的主界面,2．主界面系統主界面設計有5個菜單：,圖2,兩個主要的子菜單,罐體適用項目計算菜單和攪拌罐攪拌器新法設計菜單下的子菜單見圖3：,圖3：,主窗口,攪拌器新法設計菜單對應ADP攪拌器設計主窗口,見圖4：,圖4,罐體結構參數設計,,圖5,物性操控參數設計,,圖6,攪拌器結構參數設計,,圖7,設計計算結果,,圖8,操作要點,主要設計參數的輸入與選擇： 獨立性參數必須輸入或選擇；根據不同的類型和結構進行相

39、應的數據輸入或選擇。數據輸入框一側都有相應的符號或數據信息，將鼠標置于符號或數據信息上面會在窗口下方的參數釋義中出現相應的解釋。  刷新： 非獨立性參數可以不輸入，刷新后會自動計算并顯示。  計算： 計算攪拌功率，如果數據沒有邏輯錯誤，用戶單擊“計算”命令按鈕后，“計算結果”區(qū)就會顯示攪拌軸徑、圓周速度、雷諾準數以及相應的攪拌器的攪拌功率等數值。如果數據設計有邏輯錯誤，系統會給出相應的