CN103106311B - 一种管壳式反应器格栅的计算方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种管壳式反应器格栅的计算方法，包括以下步骤：输入格栅的通用参数；判断格栅的格栅板布置方式；建立跨圆中心对称布置方式和过圆中心对称布置方式格栅的计算公式；输出管壳式反应器格栅计算结果。现有技术中，设计每种格栅时，由于格栅的板条数较多，人工统计和核算所需不同长度格栅板条的数量，每个格栅板条的长度、重量，每个板条开槽定位长度及等间距开槽的数量，需要花费大量时间和精力。而本发明通过编制计算程序，可以在短时间内完成格栅设计，提高格栅设计效率。本发明不但补充AUTOCAD设计格栅的不足，方便经营报价的重量估算及格栅制造工艺的编制，而且通过计算机实现管壳式反应器格栅计算的通用性及自动化。

Description

一种管壳式反应器格栅的计算方法

技术领域

本发明涉及管壳式反应器的设计技术，特别是一种管壳式反应器格栅的计算方法。

背景技术

丁醛转化器、辛醛转化器、环氧乙烷反应器等中都使用格栅，格栅的设计比较繁琐、费时。用AUTOCAD设计格栅时，需要设计者统计格栅所需不同板条的数量、每个板条的长度、重量，并且还需要核算每个板条开槽定位尺寸及等间距开槽的数量。由于格栅的板条数较多，完成上述统计和核算需要花费大量时间和精力，并且操作起来容易出错。为了提高格栅设计效率，补充CAD设计格栅的不足，方便经营报价的重量估算及格栅制造工艺的编制，提出了管壳式反应器格栅的计算方法及计算程序化。

发明内容

为解决现有技术存在的上述问题，本发明要设计一种可以提高格栅设计效率和设计精度的管壳式反应器格栅的计算方法。

为了实现上述目的，本发明的技术方案如下：一种管壳式反应器格栅的计算方法，包括以下步骤：

A、输入格栅的通用参数：格栅的通用参数包括格栅的外圆半径R、格栅板条组成的菱形边长a、格栅板高h和格栅板厚t；

B、判断格栅的格栅板布置方式：如果格栅板条布置方式是跨圆中心对称布置方式则执行步骤C；如果格栅板条布置方式是过圆中心对称布置则执行步骤D；

C、建立跨圆中心对称布置方式格栅的计算公式：

C1、计算不同长度的格栅板条的数量nn，其计算公式为

$\mathrm{nn}=\mathrm{Int}\left(\frac{\frac{4\×R}{\sqrt{3}\×a}+1}{2}\right)$

C2、令n＝1

C3、计算第n个格栅板条的长度s、开槽定位长度ln、等间距开槽的数量n_num和重量m_n：

第n个格栅板条的长度s计算公式为

$s=2\×\sqrt{R^2-\frac{3\×{(2\×n-1)}^2{a}^2}{16}}$

第n个格栅板条开槽定位长度ln的计算公式为

$\ln =\sqrt{R^2-\frac{3\×{(2n-1)}^2{a}^2}{16}}-\mathrm{Int}\left(\frac{4\×\sqrt{R^2-\frac{3\×{(2n-1)}^2{a}^2}{16}}-(2n-1)a}{4a}\right)\×a-\frac{(2n-1)a}{4}$

第n个格栅板条等间距开槽的数量n_num的计算公式为

$n\_\mathrm{num}=\mathrm{Int}\left(\frac{\sqrt{R^2-\frac{3\×{(2n-1)}^2{a}^2}{16}}+\mathrm{Int}\left(\frac{4\×\sqrt{R^2-\frac{3\×{(2n-1)}^2{a}^2}{16}}-(2n-1)a}{4a}\right)\×a+\frac{(2n-1)a}{4}}{a}\right)+1$

第n个格栅板条重量m_n的计算公式为

$m\_n=\frac{2\×\sqrt{R^2-\frac{3\×{(2n-1)}^2{a}^2}{16}}\×h\×t\×7.85}{{10}^6}$

C4、判断n是否等于nn；

如果n＝nn则转步骤E，否则令n＝n+1,转步骤C3；

D、建立过圆中心对称布置方式格栅的计算公式：

D1、计算不同长度的格栅板条的数量nn，其计算公式为

$\mathrm{nn}=\mathrm{Int}\left(\frac{2R}{\sqrt{3}\×a}\right)$

D2、令n＝1

D3、计算第n个格栅板条的长度s、开槽定位长度ln、等间距开槽的数量n_num和重量m_n：

第n个格栅板条的长度s计算公式为

$s=2\×\sqrt{R^2-\frac{3n^2{a}^2}{4}}$

第n个格栅板条开槽定位长度ln计算公式为

$\ln =\sqrt{R^2-\frac{3n^2{a}^2}{4}}-\mathrm{Int}\left(\frac{2\×\sqrt{R^2-\frac{3\×n^2{a}^2}{4}}-\mathrm{na}}{2\×a}\right)\×a-\frac{\mathrm{na}}{2}$

第n个格栅板条等间距开槽的数量n_num的计算公式为

$n\_\mathrm{num}=\mathrm{Int}\left(\frac{\sqrt{R^2-\frac{3n^2{a}^2}{4}}+\mathrm{Int}\left(\frac{2\×\sqrt{R^2-\frac{3n^2{a}^2}{4}}-\mathrm{na}}{2\×a}\right)\×a+\frac{\mathrm{na}}{2}}{a}\right)+1$

第n个格栅板条重量m_n的计算公式为

$m\_n=\frac{2\×\sqrt{R^2-\frac{3n^2{a}^2}{4}}\×h\×t\×7.85}{{10}^6};$

D4、判断n是否等于nn；

如果n＝nn则转步骤E，否则令n＝n+1,转步骤D3；

E、输出管壳式反应器格栅计算结果：

利用Excel中的VBA编程技术，将格栅板条的序号n、长度s、开槽定位长度ln、等间距开槽的数量n_num和重量m_n以EXCEL表格形式输出。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

现有技术中，设计每种格栅时，由于格栅的板条数较多，人工统计和核算所需不同长度格栅板条的数量，每个格栅板条的长度、重量，每个板条开槽定位长度及等间距开槽的数量，需要花费大量时间和精力。而本发明通过编制计算程序，可以在短时间内完成格栅设计，提高格栅设计效率。

本发明不但补充AUTOCAD设计格栅的不足，方便经营报价的重量估算及格栅制造工艺的编制，而且通过计算机实现管壳式反应器格栅计算的通用性及自动化。

附图说明

本发明共有附图6张，其中：

图1为本发明的流程图。

图2为格栅板跨圆中心对称布置的格栅简图。

图3为格栅板过圆中心对称布置的格栅简图。

图4是图2和图3的I处局部放大图。

图5为格栅板跨圆中心对称布置的程序运行结果。

图6为格栅板过圆中心对称布置的程序运行结果。

具体实施方式

下面通过附图及产品实例，对本发明进行进一步地说明。

如图2-4所示，格栅的外圆半径R、格栅板条组成的菱形边长a、格栅板高h、格栅板厚t是格栅通用参量。设计格栅时所需的不同长度的板条的数量nn、每个板条的长度s、重量、每个板条开槽定位尺寸ln及等间距开槽的数量n_num，是所要计算的量。通过详细研究每种格栅结构及运用数学知识，把每种格栅通用参量与设计格栅时所要计算的量用数学表达式建立计算方法。

按照图1所示，运用VBA语言进行参数化编程。

用VBA语言把格栅通用参量与设计格栅时所要计算的量进行参数化编程。

进行程序调试。

进行程序调试就是使用VBA语言把格栅通用参量与设计格栅时所要计算的量进行参数化编写的程序能在计算机运行。

通过产品实例，验证计算程序的正确性。

把程序运行所求的结果，通过常规方法进行验证，验证的结果是实现管壳式反应器格栅计算的通用性及自动化。

运行程序。

判断格栅的格栅板布置方式，选择相应格栅板布置方式的宏名，点击“执行”按钮，程序通过判断和计算最后得到设计每种格栅时，所需不同长度格栅板条的数量，每个格栅板条的长度、重量，每个板条开槽定位长度及等间距开槽的数量，把运算结果输入到Excel表格中。

图5和图6是运行本发明的计算程序后的输出结果。

Claims (1)

1.一种管壳式反应器格栅的计算方法，其特征在于：包括以下步骤：

A、输入格栅的通用参数：格栅的通用参数包括格栅的外圆半径R、格栅板条组成的菱形边长a、格栅板高h和格栅板厚t；

B、判断格栅的格栅板布置方式：如果格栅板条布置方式是跨圆中心对称布置方式则执行步骤C；如果格栅板条布置方式是过圆中心对称布置则执行步骤D；

C、建立跨圆中心对称布置方式格栅的计算公式：

C1、计算不同长度的格栅板条的数量nn，其计算公式为

$\mathrm{nn}=\mathrm{Int}\left(\frac{\frac{4\×R}{\sqrt{3}\×a}+1}{2}\right)$

C2、令n＝1

C3、计算第n个格栅板条的长度s、开槽定位长度ln、等间距开槽的数量n_num和重量m_n：

第n个格栅板条的长度s计算公式为

$s=2\×\sqrt{R^2-\frac{3{(2\×n-1)}^2{a}^2}{16}}$

第n个格栅板条开槽定位长度ln的计算公式为

$\ln =\sqrt{R^2-\frac{3\×{(2n-1)}^2{a}^2}{16}}-\mathrm{Int}\left(\frac{4\×\sqrt{R^2-\frac{3\×{(2n-1)}^2{a}^2}{16}}-(2n-1)a}{4a}\right)\×a-\frac{(2n-1)a}{4}$

第n个格栅板条等间距开槽的数量n_num的计算公式为

$n\_\mathrm{num}=\mathrm{Int}\left(\frac{\sqrt{R^2-\frac{3\×{(2n-1)}^2{a}^2}{16}}+\mathrm{Int}\left(\frac{4\×\sqrt{R^2-\frac{3\×{(2n-1)}^2{a}^2}{16}}-(2n-1)a}{4a}\right)\×a+\frac{(2n-1)a}{4}}{a}\right)+1$

第n个格栅板条重量m_n的计算公式为

$m\_n=\frac{2\×\sqrt{R^2\frac{3\×{(2n-1)}^2{a}^2}{16}{a}^2}\×h\×t\×7.85}{{10}^6};$

C4、判断n是否等于nn；

如果n＝nn则转步骤E，否则令n＝n+1,转步骤C3；

D、建立过圆中心对称布置方式格栅的计算公式：

D1、计算不同长度的格栅板条的数量nn，其计算公式为

$\mathrm{nn}=\mathrm{Int}\left(\frac{2R}{\sqrt{3}\×a}\right)$

D2、令n＝1

D3、计算第n个格栅板条的长度s、开槽定位长度ln、等间距开槽的数量n_num和重量m_n：

第n个格栅板条的长度s计算公式为

$s=2\×\sqrt{R^2-\frac{{3n}^2{a}^2}{4}}$

第n个格栅板条开槽定位长度ln计算公式为

$\ln =\sqrt{R^2-\frac{3n^2{a}^2}{4}}-\mathrm{Int}\left(\frac{2\×\sqrt{R^2-\frac{3\×n^2{a}^2}{4}}-\mathrm{na}}{2\×a}\right)\×a-\frac{\mathrm{na}}{2}$

第n个格栅板条等间距开槽的数量n_num的计算公式为

$n\_\mathrm{num}=\mathrm{Int}\left(\frac{\sqrt{R^2-\frac{{3n}^2{a}^2}{4}}+\mathrm{Int}\left(\frac{2\×\sqrt{R^2-\frac{{3n}^2{a}^2}{4}}-\mathrm{na}}{2\×a}\right)\×a+\frac{\mathrm{na}}{2}}{a}\right)+1$

第n个格栅板条重量m_n的计算公式为

$m\_n=\frac{2\×\sqrt{R^2-\frac{{3n}^2{a}^2}{4}}\×h\×t\×7.85}{{10}^6};$

D4、判断n是否等于nn；

如果n＝nn则转步骤E，否则令n＝n+1,转步骤D3；

E、输出管壳式反应器格栅计算结果：

利用Excel中的VBA编程技术，将格栅板条的序号n、长度s、开槽定位长度ln、等间距开槽的数量n_num和重量m_n以EXCEL表格形式输出。