畢業(yè)設計---鍋爐3d模型設計

1、<p><b>　　摘 要</b></p><p>　　AutoCAD2006是當今最流行的設計軟件，現代的很多工程設計院都使用CAD為各自項目做設計，因為它有許多傳統的平面二維設計所無法比擬的優(yōu)越性。平面二維CAD技術雖然能夠提高作圖效率但還是像傳統的手工繪圖那樣用投影圖來描述物體。而三維技術則利用計算機提供的一個模擬的三維空間使工程師們可以直接在這個三維空間里建造物體的模型

2、，表達自己的設計意圖，因此對幾何形體的描述比傳統的二維技術更真實、更準確、更全面。</p><p>　　主要以三維設計技術為論述核心，借鑒三維設計在工廠設計領域中應用的技術特點和經驗成果，開發(fā)探索在《鍋爐原理》教學專業(yè)課上的輔助教學功能。三維設計技術在工廠設計領域已經普及應用，然而長期以來，《鍋爐原理》專業(yè)課教學上，缺少直觀逼真的大型鍋爐三維教學模型，學生對于鍋爐的原理理解比較抽象，難以直觀領會和快速掌握教學內容

3、。本課題的完成，將能夠為《鍋爐原理》教學提供詳實的鍋爐結構設備三維模型，在教學過程中為學生提供直觀的大型鍋爐結構設備的模擬組裝過程，了解鍋爐的結構與其各個設備的詳細結構，使學生迅速而扎實地掌握鍋爐原理的基礎知識，加強對鍋爐原理的理性和感性認識。</p><p>　　針對300MW直流鍋爐的本體結構，以及本體設備。其中包括：爐膛、水冷壁、燃燒器、過熱器、再熱器、省煤器和空氣預熱器等鍋爐主要結構設備組成部分。以及整體

4、鍋爐框架等加深印象,對以后工作、學習都有著非常直觀、深入的了解。</p><p>　　關鍵詞：三維設計；AutoCAD ；鍋爐設備</p><p><b>　　Abstract</b></p><p>　　At present ,auto CAD2006 is one of the most popular design softwares .

5、Many contemporary engineeering design institues design their own projects with CAD.Because it has more incomparable superiority than the traditional two-dimensional design .Although two-dimensional CAD technology may im

6、prove the mapping efficiency ,but it describes the object with projection just as the traditional manual mapping .While three-dismensional technology utilizes a mock three-dimensional space provided by compture</p>

7、<p>　　This topic mainly take 3D(three-dimensional) design technology as the dissertation core, using the application technical characteristic and the experience achievement of three-dimensional design in the plant

8、 design domain for reference, in order to develop and search after the auxiliary teaching function in the principle of boiler teaching professional course. The application of 3D design technology already popularized in t

9、he plant design domain, however since long ago, there is not the direct-v</p><p>　　provide the full and accurate 3D model of boiler structure and equipment for the principle of boiler teaching, will provide

10、the direct-viewing the simulation assembly process of boiler structure and equipment for the students in the teaching process,understanding the whole structure of boiler and each detailed structure of the equipment, gras

11、ping rapidly and solidly the the elementary knowledge of the principle of boiler, and strengthening geist and logos to the the principle of boiler. This to</p><p>　　Keywords : three-dimensional design ；auto

12、 CAD ；boiler equipment</p><p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　摘 要I</b></p><p>　　AbstractII</p><p><b>　　目 錄IV</b></p><p>&

13、lt;b>　　第一章 緒 論1</b></p><p>　　1.1 CAD簡介及其意義1</p><p>　　1.1.1 CAD的發(fā)展1</p><p>　　1.1.2 三維設計的優(yōu)點2</p><p>　　1.1.3 AutoCAD的特點2</p><p>　　1.2 AutoCAD的三維

14、功能簡介4</p><p>　　1.3 Auto CAD 三維設計對于計算機硬件的要求5</p><p>　　1.4 配置適于三維設計的工作環(huán)境6</p><p>　　第二章 Auto CAD2006的使用8</p><p>　　2.1 CAD系統的簡單操作8</p><p>　　2.2 等軸測圖的繪制10

15、</p><p>　　2.2.1 等軸測圖基礎10</p><p>　　2.2.2 設置等軸測繪圖環(huán)境11</p><p>　　2.2.3等軸測下圖形的繪制11</p><p>　　2.3AutoCAD2006的三維空間12</p><p>　　2.3.1三維空間基礎12</p><p&g

16、t;　　2.3.2笛卡爾坐標系12</p><p>　　2.3.3直角坐標、圓坐標和球坐標13</p><p>　　2.4三維模型的建立14</p><p>　　2.4.1三維建模概述14</p><p>　　2.4.2圓（circle命令）14</p><p>　　2.4.3維實體拉伸（Extrude命令）

17、15</p><p>　　2.4.4差集（Subtract命令）18</p><p>　　第三章 鍋爐3D模型設計20</p><p>　　3.1 省煤器20</p><p>　　3.1.1省煤器的作用20</p><p>　　3.1.2省煤器結構20</p><p>　　3.1.3

18、省煤器的布置20</p><p>　　3.2直流式煤粉燃燒器22</p><p>　　3.2.1煤粉燃燒器的作用22</p><p>　　3.2.2四角布置直流燃燒器的工作原理22</p><p>　　3.2.3旋流燃燒器（本次鍋爐3D模型設計所選用的燃燒器）22</p><p>　　3.3過熱器和再熱器2

19、5</p><p>　　3.3.1過熱器作用25</p><p>　　3.3.2再熱器的作用25</p><p>　　3.3.3 300MW亞臨界壓力鍋爐的過熱器系統25</p><p>　　3.3.4 300MW亞臨界壓力鍋爐的再熱器系統28</p><p>　　3.4 空氣預熱器31</p>

20、<p>　　3.4.1 空氣預熱器的作用31</p><p>　　3.4.2空氣預熱器的換熱方式31</p><p>　　3.4.3 空氣預熱器的分類31</p><p>　　第四章 在設計過程中遇到的問題35</p><p><b>　　4.1水冷壁35</b></p><p&

21、gt;　　4.2 關于燃燒效果的火焰制作35</p><p>　　4.3本次鍋爐3D模型設計數據上的不足36</p><p>　　4.4 管道連接中出現的問題37</p><p>　　4.4.1錯誤一37</p><p>　　4.4.2錯誤二38</p><p><b>　　致 謝41</

22、b></p><p><b>　　參考文獻42</b></p><p><b>　　第一章 緒 論</b></p><p>　　1.1 CAD簡介及其意義</p><p>　　1.1.1 CAD的發(fā)展</p><p>　　CAD技術最早可以追溯到本世紀40年代，它是2

23、0世界最杰出的的科技成果之一。近年來，CAD技術從最初的平面輔助繪圖工具，迅速向智能化、三維化、集成化和網絡化的方向發(fā)展。其中，三維技術以其突出的優(yōu)越性，迅速成為CAD業(yè)界的發(fā)展主流。三維技術使工程設計實現了技術上的巨大飛躍，給工程技術人員的觀念帶來了強烈的震撼，為工程師們的創(chuàng)意和想象力提供了最為廣闊的空間，并從設計中得到無窮的樂趣。</p><p>　　國家科委牽頭推動的CAD應用工程，以“甩圖板”為主要目標，

24、所謂的“甩圖板”，其實僅是以計算機平面繪圖替代手工繪圖而已，這不過是CAD應用工程第一步，并非最終目標。CAD技術的應用必須向縱深方向發(fā)展，只有這樣才能更好有效發(fā)揮CAD系統的潛力，提高應用CAD技術的效益。而三維技術的應用，是CAD技術的應用向縱深發(fā)展的必由之路[1]。</p><p>　　目前，國內市場上銷售的比較成熟的專業(yè)三維CAD軟件有十幾種，大多為國外的產品。如Pro/E、SolidEdge、Solid

25、works、I-DEAS、Unigraphics、MDT等。國內也有自主版權的三維CAD產品，如北京華正軟件工程研究所的CAXA-ME制造工程師、廣州紅地公司的金銀花、浙江天大公司和浙江大學的GS-CAD98等。這些專業(yè)系統功能一般都是很強大，而且多數還同時具有很強的CAE、CAM功能。但是，他們的價格也很昂貴，還不夠普及。AutoCAD算不上是最好的三維設計軟件，但卻是世界上最流行的。至今它在全世界的注冊用戶多達200萬！在我國，Au

26、toCAD在CAD軟件市場的占有率超過60%，它已經成為實際上的工業(yè)標準。我們提起三維CAD的普及應用，就不能不提AutoCAD。</p><p>　　1.1.2 三維設計的優(yōu)點</p><p>　　三維技術之所以能迅速成為CAD技術的主流，是因為它有許多傳統的平面二維設計所無法比擬的優(yōu)越性。平面二維CAD技術雖然能夠提高作圖效率，但還是像傳統的手工繪圖那樣用投影圖來描述物體。而三維技術則

27、利用計算機提供的一個模擬的三維空間使工程師們可以直接在這個三維空間里建造物體的模型，表達自己的設計意圖，因此對幾何形體的描述比傳統的二維技術更真實、更準確、更全面[2]。</p><p>　　與二維設計相比，三維設計具有以下優(yōu)點；</p><p>　　從設計方案的三維模型，可以快速方便地得到主視圖、俯視圖、左 視圖以及任意角度的平行投影圖、透視投影圖等，并可以將模型輸出為標準的、精美的工

28、程圖紙，這不但提高了設計效率，而且減少了錯誤發(fā)生的可能。 </p><p>　　利用三維模型的著色和渲染功能可以得到設計方案的逼真的三維效果圖，這使得設計人員和決策人員在產品投產或工程項目投標建設之前，就能全面準確地了解它的外觀，有助于設計決策，對于工程項目投標更是具有重要的意義。</p><p>　　利用實心體建模方法可以檢查零件的干涉情況，還可以方便地計算模型的體積、質量、重心、轉動慣

29、量等參數，這對于產品的動態(tài)特性分析以及工程項目的成本預算等都有十分重要的意義。 </p><p>　　三維設計還是實現設計、制造一體化的基礎。盡管AutoCAD不具備 CAMde功能但是卻可以通過輸出DXF等標準數據文件，為其他專業(yè)的CAM軟件所共享。</p><p>　　可以從空間的不同角度來觀察和操作對象，有利于設計方案的形成也有助于與不熟悉片面圖、剖視圖的人交流設計思想。&l

30、t;/p><p>　　此外，某些專業(yè)的軟件還可以對三維模型進行運動分析、受力分析、熱學分析、有限元分析等，由此可見三維設計已遠遠超出平面設計的繪圖功能，為工程設計帶來了革命性的巨大改變，把設計技術推上了前所有的高度。</p><p>　　1.1.3 AutoCAD的特點</p><p>　　AutoCAD是一個開放型的CAD軟件包，具有高效、通用、靈活、便于二次開發(fā)等待

31、點，概括地說有以下幾個方面[3]。</p><p><b>　　具體極高的精度</b></p><p>　　AutoCAD的雙精度浮點運算可以精確到小數點后16位，這樣高的精度，足以建立一個亞微米級精度的地球模型。高精度還意味著無論怎樣頻繁地編輯圖形，都能保持圖形的精確。</p><p>　　具體完善的圖形由預先定義好的圖形元素(Object)

32、所組成，對象通過命令調用和</p><p>　　光標定位即可輸入到繪制的圖形中。AutoCAD提供的基本對象有二維對象和三維對象。</p><p>　　具有強大的圖形編輯功能</p><p>　　AutoCAD的編輯方法十分豐富，可以對對象進行擦除、復制、鏡像、縮放、旋轉、消隱等操作，對面域和實心體還能進行布爾運算等。</p><p>　　內

33、含AutoLISP語言和ADS、ARX開發(fā)系統，便于用戶進行二次開發(fā) </p><p>　　AutoLISP是比較完整的編程語言，為用戶提供強大的二次開發(fā)工具。用戶可以利用AutoLISP編制各種程序，從而為AutoCAD增加新的命令。ADS（AutoCAD DevelopmentSystem）是以C語言為基礎的開發(fā)系統，它具有AutoLISP的大部分功能并可使用標準的C語言函數，是開發(fā)AutoCAD的另一種有效

34、工具。AutoCAD R13還增加了ARX（AutoCAD Runtime eXtension system）編程工具，ARX不需要通過AutoLISP解釋程序而直接與AutoCAD核心進行通信，因此ARX應用程序更快、更穩(wěn)定而且更加簡化。</p><p>　　提供了多種接口文件，具有較強的數據交換能力</p><p>　　為了將由AutoCAD 繪制的圖形數據傳遞給用高級語言編寫的程序

35、去處理，或者將高級語言程序處理過的數據傳遞AutoCAD 中轉換成圖形，AutoCAD提供了多種接口文件（如SCR、DXF、IGES等），便于AutoCAD與高級語言進行信息交換，或者與其他CAD系統進行相互的圖形轉換。</p><p>　　具體良好的用戶界面和高級輔助功能，支持多種交互設備</p><p>　　AutoCAD提供了如鼠標、打?。ɡL圖）機等多種交互設備接口以及屏幕菜單、下拉

36、菜單、圖標菜單、數字化儀菜單、工具欄菜單、對話框等高級用戶界面，便于采用人機對話的方式實現AutoCAD的各種功能。為了提高繪圖的速度和精度，AutoCAD 還提供了許多高級輔助功能，如刪格、捕捉、目標捕捉、正交狀態(tài)和等軸測繪圖模式等。AutoCAD還有HELP功能，為用戶提供了方便快捷的聯機幫助。</p><p>　　允許用戶定制AutoCAD系統參數和標準文件</p><p>　　Au

37、toCAD至今仍沒有公開它的系統源代碼，但是它提供了多種開發(fā)工具，使用戶能夠訪問和改變AutoCAD 原有的標準系統庫參數和文件，進行二次開發(fā)和用戶定制。</p><p><b>　　支持多種操作平臺</b></p><p>　　除了支持MS-DOS 5.0/Windows3.1以上版本和Macintosh System 7 微機平臺外，AutoCAD也移植到了其他機

38、型（如工作站）和其他操作系統（如UNIX）上，但是，從R14開始，AutoCAD又停止對DOS和UNIX的支持，而集中力量支持Windows95/98和Windows NT。</p><p>　　1.2 AutoCAD的三維功能簡介</p><p>　　AutoCAD作為世界首屈一指的通用CAD平臺軟件，也順應CAD技術向三維方向發(fā)展的潮流，從R10開始增加了三維功能。以后又在新推出的Au

39、toCAD版本中，不斷完善和提高三維設計功能，特別是從R12開始引入AME（Advanced Modeling Extension）實心體造型擴展功能后，極大地增強了AutoCAD的三維建模能力，使其三維功能不再試依附在二維功能上面的擺設，而是真正成為AutoCAD的核心設計手段。到了R13，原有的實心體造型系統廢棄了AME CSG（構造型實心體幾何）模型，而采用更精確、更可靠的ACIS B-REP（邊界表示法）模型，使AutoCAD的

40、實心體建模功能大大增加。ACIS對象能像其他AutoCAD對象（如直線、圓和三維網格）一樣處理，在計算上也比AME對象快得多[4]。</p><p>　　盡管AutoCAD R14的三維設計功能還不能無所不能，但是它的強大卻是毋庸置疑的，具體表現在以下幾個方面：</p><p>　　在三維造型方面，它為用戶提供了線框模型、表面模型、實心體模型等多種建模方法，在實心體造型中，還可以對實心體進

41、行切割、生成剖面、生成輪廓，通過實心體的并集、差集、交集等運算，用基本實心體組合形狀復雜的實心體模型等等，這些強大的三維造型功能足以滿足大多數建筑、機械等領域的建模需求。</p><p>　　在燈光、渲染方面，AutoCAD R14 比以前的版本有很大的提高，它支持Photo Real 和Raytracing(光線跟蹤)渲染方式，增強了燈光、背景和材質功能，增加了霧效果，使AutoCAD自己就能渲染高質量的圖像。

42、R14還增加了場景對象，能夠直接渲染出建筑效果圖中的樹木、人物等等。</p><p>　　在圖紙的設計和輸出方面，AutoCAD R14 繼承其強大的二維功能，能夠把三維模型輸出為精美的、符合工業(yè)標準的工程圖紙，這在同類軟件中是出類拔萃的。</p><p>　　此外，R14在縮小文件尺寸、提高建模速度等方面也有很大的進步[5]。</p><p>　　當然，正如前面所

43、說，AutoCAD并不是萬能的，作為一個綜合性很強的通用CAD平臺軟件，它在某些專業(yè)應用領域還存在一定的不足，如在燈光渲染和動畫功能方面，它不如3D MAX：在機械建模、分析和制造領域，它不如Pro/E、Solidedge等；特別是到目前為止，AutoCAD還沒有NURBS曲面功能，這使得它在復雜曲面的構建方面的受到的限制。雖然Autodesk公司的其他產品（如 AutoSurf、MDT等）為更高級的工程應用提供了解決方案，但我們卻不能

44、指望這些產品的功能在不遠的將來會被集成到AutoCAD中來。</p><p>　　1.3 Auto CAD 三維設計對于計算機硬件的要求</p><p>　　AutoCAD是一個主要基于微機平臺的CAD軟件，但是現在也有工作站版本。應用于微機平臺，對系統的配置要求相對較低，價格比較便宜，這是AutoCAD 得以風靡全球的重大優(yōu)勢。運行AutoCAD 2006 的最低硬件要求如下[6]：&l

45、t;/p><p>　　IBM兼容的Pentium電腦，也可以是基于K6、MII等處理器的同級電腦，能運行Windows95/NT。</p><p>　　至少有256M內存，推薦512M內存。</p><p>　　至少有30G的硬盤空間，推薦80G。</p><p>　　獨立顯卡，最好能有1024×768以上的分辯率，現在市場是占主流的1

46、7寸顯示器就能滿足要求。</p><p>　　至少有一臺CD-ROM</p><p>　　至少有一個串行口，要能使用鼠標、數字化儀、打印機和繪圖儀等。</p><p>　　隨著計算機的不斷跟新換代，以上配置對于一般用戶來說已不難達到。但是，三維設計比二維設計的計算復雜，要占用計算機更大的內存空間，對計算機的硬件配置也有更高的要求。實際上，在Windows環(huán)境下，以上

47、配置是難于發(fā)揮AutoCAD三維功能的高效率的，尤其是在執(zhí)行多任務時，更有捉襟見肘的感覺。用戶在經濟條件允許的提條件下，應盡可能提高系統的配置，如果要進行大型工程項目的設計，最好使用專業(yè)的圖形工作站。</p><p>　　1.4 配置適于三維設計的工作環(huán)境</p><p>　　要提高整個Auto CAD系統的效率，光有好的硬件配置是不夠的，還需要配置高效的軟件工作環(huán)境，需要用戶根據自己的工

48、作特點進行配置。有時甚至還要進行一些二次開發(fā)。</p><p>　　前面已經提到Auto CAD的特點之一就是具有良好的用戶的用戶界面，用戶很容易根據自己的需要和喜好來改變屏幕的外觀，改變或定義新的工具條，定義命令的鍵盤快捷鍵，編輯自己的下拉菜單、圖標菜單、屏幕菜單等。關于Auto CAD實際的定制俄開發(fā)的內容很多，包括定制下拉菜單、圖表菜單、工具條、系統文件、編輯Auto LISP程序等等，本書無法詳細介紹，請

49、讀者觀看有關書籍。在此僅介紹如何配置適用于三維設計作圖的用戶界面[7]。</p><p>　　Auto CAD R14 的標準Draw和Modify 工具條只有一些平面繪圖和編輯按鈕，很多在三維設計過程中適用頻率很高的 命令按鈕，如Splin、3Dpoly、Rotate3d、3Darray、Mirror3d 等命令都沒有在工具條上。Auto CAD實際上已經實際提供了這些命令的按鈕，用戶可以用所有用戶的需求，需要

50、用戶用Toolbar命令把它們定制在工具條上，這將給使用帶來很大的方便。</p><p>　　如果要在標準的Draw工具條中添加Spline、3Dpoly命令按鈕，可按照如下步驟操作：</p><p>　　在命令行鍵入Toolar命令或再屏幕上的任意一個工具條上單擊鼠標右鍵，彈出Toolbar對話框。</p><p>　　如果此時屏幕上還是沒有顯示Draw工具條，則

51、在Toolars列表框中找到它，并單擊它左邊的復選框以顯示它。</p><p>　　單擊Customize按鈕，彈出Customize Toolbars對話框，單擊Categories下拉列表，找到Draw類命令按鈕</p><p>　　找到Spline按鈕和3Dpoly按鈕，用鼠標把它們拖放到Draw工具條上適當位置。</p><p>　　依次關閉2個對話框，Au

52、to CAD自動更新系統的菜單文件。</p><p>　　以上的操作方法，用戶可以根據自己的喜好配置工具條，把三維作圖過程中最常用的命令按鈕配置在屏幕上，這樣在作圖的過程就能新手拈來，大大提高作圖效率[8]。圖1-1</p><p>　　圖1-1 自定義的ACAD用戶界面</p><p>　　為用戶化AutoCAD界面的一個例子，與AutoCAD的標準界面相比，它

53、采用了很多級聯工具條，既能很方便地通過圖標按鈕訪問AutoCAD命令，又減少了占用的作圖區(qū)空間。</p><p>　　用戶對菜單和工具條的定制都保存在ACAD.mms文件中，如果用戶需要恢復標準菜單，可重新加載ACAD.mns文件。</p><p>　　第二章 Auto CAD2006的使用</p><p>　　2.1 CAD系統的簡單操作</p>&

54、lt;p>　　進入Auto CAD界面以后在左側快捷框上點擊鼠標右鍵顯示，如圖2-1所示。</p><p>　　圖2-1 快捷框工具條</p><p>　　可以根據自己的需要選中所需要的快捷鍵類型，系統就會改快捷鍵類型前打勾，[9]根據自己的需要選擇將要常用的快捷框，所選的快捷框就顯示如圖2-2所示</p><p>　　圖2-2 快捷框</p&

55、gt;<p>　　可以從中選出自己需要的快捷鍵框，選中，按住鼠標左鍵拖動放到右側，如圖2-3所示</p><p>　　圖2-3 設定自己的快捷框</p><p>　　3D鍋爐模型設計最常用到的是畫圓和三維實體拉伸，然后根據拉伸實體進行差級操作。</p><p>　　2.2 等軸測圖的繪制</p><p>　　2.2.1 等軸

56、測圖基礎</p><p>　　正投影圖的觀察方向總是與空間坐標系的某一根軸平行，而等軸測圖的觀察方向則與三根坐標軸的夾角等或互補（關于空間笛卡爾的介紹見下節(jié)）。從不同的方位投影可得到零件的8個等軸測圖。3根坐標軸是對稱分布的，</p><p>　　在繪制等軸測圖時，我們常忽略坐標軸的方向，用3根等軸測軸建立入下圖所示的參照系。左邊的斜線稱為左水平軸，中間的為立軸，右邊的斜線為右水平軸。等軸

57、測圖中與等軸測軸構成的平面平行的平面稱為等軸測平面（Isoplane）[10]，圖2-4所示</p><p>　　圖2-4 等軸測平面</p><p>　　2.2.2 設置等軸測繪圖環(huán)境</p><p>　　AutoCAD2006 可以設置專門用于繪制等軸測圖的環(huán)境，以提高作等軸測圖的效率。所謂的等軸測繪圖環(huán)境，即將目標捕捉（Snap）、柵格（Grid）、正交模

58、式（Ortho）和十字光標等作圖輔助工具都設置成專用于繪制等軸測圖的模式。</p><p>　　正常情況下，AutoCAD2006顯示的柵格和十字光標。執(zhí)行Snap命令并選擇等軸測捕捉模式后，點的捕捉和正交的方向都垂直或與水平成30°斜角。如果此時打開Ortho（）模式，則畫出來的直線也要么是垂直線，要么是30°的斜線，這給等軸測圖的繪制帶來了很大的方便。具體操作如下：</p>

59、<p>　　Command：Snap</p><p>　　Snap spacing or ON/OFF/Rotate/Style<0.5>：Style</p><p>　　Standard/isometric<s>：isometric</p><p>　　Vertical spacing<0.5> (按回車接受缺省值)&

60、lt;/p><p>　　2.2.3等軸測下圖形的繪制</p><p><b>　　等軸測橢圓的繪制</b></p><p>　　在等軸測圖中，位于三維模型的等軸測平面上的圓顯示為長徑與短徑之比為1.732的橢圓，稱為等軸測橢圓。在等軸測圖中，并非所有的橢圓都是等軸測橢圓，由于它不在等軸測平面上，因此它不顯示為等軸測橢圓。</p>&l

61、t;p>　　AotuCAD2006的Ellipse命令（）提供了Isocircle選項，專門用于繪制等軸測橢圓。注意只有在等軸測繪圖模式下，系統才會在Ellilse命令中顯示Isocircle選項。具體操作如下</p><p>　　Command：Ellipse</p><p>　　Arc/Center/Isocircle/<Axis endpoint 1>：Isocir

62、cle</p><p>　　Center of circle： （選擇一個中心點）</p><p>　　<Circle radius>/Diameter：（輸入園半徑值或鍵入“D”后輸入直徑值）</p><p>　　等軸測模式下角度繪制</p><p>　　等軸測模式下角度的繪制比較麻煩，需要掌握一定的技巧。一般的思路是根據角度計

63、算出距離，然后用繪制輔助線的方法或用Measure命令確定交點，最后連線，擦除輔助線并修剪多余的邊。具體操作如下：</p><p>　　Command：Pdmode</p><p>　　New value for PDMODE<0>：3</p><p>　　Command：Measure</p><p>　　Select obje

64、ct to measure：（在靠近A點處選擇線段AF）</p><p>　　<Segment length>/Block： 9.7927</p><p>　　Command：Measure</p><p>　　Select object to measure：（在靠近D點處選擇線段DF）</p><p>　　<Segmen

65、t length>/Block：15</p><p>　　2.3AutoCAD2006的三維空間</p><p>　　2.3.1三維空間基礎</p><p>　　AutoCAD最初是由平面繪圖軟件發(fā)展而來，盡管到現在仍有許多人把它當作一個平面繪圖軟件來使用，但是現在它實際上已經把三維功能和諧地融合在一起了，三維設計已經成為AutoCAD的核心設計手段。我們不妨

66、把它看成一個三維軟件，而把平面繪圖看成是三維繪圖的一個特例。用戶隨時可以在圖形中加入三維對象，也可以通過Move、Strech、Rotate等編輯命令，把平面上的直線林Line命令（）、圓弧Arc（）等變換到三維空間，或通過Change、Chprop命令增加平面對象的厚度，使之轉化為三維物體[12]。對于平面圖，我們同樣可以從三維角度來觀察。</p><p>　　AutoCAD的三維空間是計算機虛擬的三維空間，我

67、們當然不能真正鉆進去，但是我們卻可以利用AutoCAD提供的各種工具，身臨其境般地在里面建造、編輯和觀察物體的模型。這有點像在玩三維電腦游戲。當我們指揮著游戲的角色在屏幕里運動時，仿佛自己就是游戲里的角色，在那虛擬的三維空間里漫步。</p><p>　　2.3.2笛卡爾坐標系</p><p>　　AutoCAD的三維空間是一個有笛卡爾坐標系定義的、無限延伸的空間，圖所示為笛卡爾坐標系的坐標

68、軸和坐標平面，在AutoCAD中，稱此坐標系為世界坐標系（WCS）。3根坐標軸分別為X軸、Y軸和Z軸，它們之間相對關系由右手定則確定。右手定則不僅可以用于確定坐標軸的關系，還可以用來確定AutoCAD對象或坐標系繞坐標軸旋轉角度的正負，中指向手心方向翹起，將拇指和食指分別與坐標軸的X軸和Y軸對齊，則中指所指的方向就是Z軸的正方向，右邊的手勢用來判斷旋轉的方向；翹起大拇指，握緊其余四指，將大拇指的方向對準旋轉軸的方向，則其余四指的指向就是

69、選裝的正方向。</p><p>　　除WCS外，AutoCAD還允許用戶自己定義坐標系，稱為用戶坐標系（UCS）。用戶坐標系同樣遵循右手定則。</p><p>　　2.3.3直角坐標、圓坐標和球坐標</p><p>　　AutoCAD有3種方式 的描述點在三維空間的位置——直角坐標系、圓柱坐標和球坐標，在三維作圖過程中，模型的建立和編輯、視圖變換等都離不開這3種坐標

70、，靈活使用這3種坐標將給作圖帶來很大的方便。</p><p><b>　　直角坐標</b></p><p>　　直角坐標用三維點在坐標系 的X軸、Y軸和Z軸上的對應值來描述點的位置，其形式為（X，Y，Z），與二維點的直角坐標（X，Y）相比，多了一個Z軸方向的坐標。</p><p><b>　　圓柱坐標</b></p&

71、gt;<p>　　在二維點的極坐標的基礎上再加一個Z坐標值，便得到三維點的圓柱坐標。其形式為（d<n1,Z），其中d代表點到坐標系Z軸的距離，nl代表該點與坐標系原點的連線在XY平面上的投影與X軸的夾角，Z代表點的Z坐標值。如果在坐標值的前面加個“@”字符，則表示該坐標值為相對坐標，相對于前一個輸入的點，即相當于在前一個輸入點處建立了一個3坐標軸與當前坐標系的坐標軸平行的用戶坐標系。</p><p

72、><b>　　球坐標</b></p><p>　　在二維極坐標的基礎上加一個點與坐標系原點的連線與XY平面的夾角，便得到三維點的球坐標。球坐標的形式為（d<n1<n2），其中d和n1的含義與圓柱坐標的相同，n2代表點與坐標系的原點的連線與XY平面的夾角。與直角坐標和圓柱坐標一樣，可以在坐標值前面加一個 “@”符號。</p><p>　　2.4三維模型

73、的建立</p><p>　　2.4.1三維建模概述</p><p>　　Auto CAD的三維建模能充分體現出其通用CAD軟件平臺的特點，即建模手段多樣化，在同一系統里集成了線框模、表面建模和實心體建模等多種建模手段，以適應不同的應用要求。AutoCAD還提供了十分豐富的圖形對象。除了很多三維圖形外對象外，大多數二維對象，如圓、平面多義線、軌跡線、區(qū)域等，也可以通過拉伸和坐標變換等辦法構成

74、三維模型。完成同一件工作，往往有多種不同的方法，大體上可以分為以下幾種方法：</p><p>　　用Line 命令或3Dpoly命令建立三維線框。</p><p>　　用Line 命令或3Dpoly命令建立三維線框。然后用3Dface命令、Edgesurf命令蒙面。</p><p>　　用Pline命令畫一段長70、寬45、厚30的多義線。</p>&

75、lt;p>　　用Pline命令或Rectangle命令畫底面矩形，然后設置線的厚度為30、最后用Pface命令添加上下表面。</p><p>　　用Solid命令畫一個長70、寬45、厚30的平面實心體。</p><p>　　用3D命令的Box選相建立一個表面立方體。</p><p>　　用Box命令建立實心立方體</p><p>　　

76、用Pline命令或Rectangle命令畫一個長7、寬45的矩形，然后用Extrude命令拉伸成實心體。</p><p>　　2.4.2圓（circle命令）</p><p><b>　　操作命令如下</b></p><p>　　Command:Ellipse</p><p>　　Arc/Center/lsocircle

77、/<Axis endpoint 1>:lsocircle</p><p>　　Center of circle:(選擇一個中心點)</p><p>　　<Circle radius>/Diameter:(輸入圓半徑值或者鍵入“D”后輸入直徑值)</p><p>　　另一種比較直接的方式就是點擊圖標，這種方式直接而又簡便，不用記憶繁瑣的操作命令

78、。</p><p>　　首先選中，畫圓的操作圖標。（命令）</p><p>　　在頁面的最下會出現，如圖2-6</p><p>　　如圖2-6 圓的操作命令</p><p>　　讓你確認圓心，如果你想要的圓心就是 坐標點的話輸入“@” 。即可確認坐標點為圓心。如圖2-7</p><p>　　如圖2-7 圓直徑和半徑的

79、確定</p><p>　　讓你選者相應的半徑或直徑，如材料給的是直徑，可直接輸入“D”</p><p>　　然后鍵入直徑尺寸，即可得到所要的圖，如圖2-8</p><p>　　圖2-8 根據操作系統生成的圖形</p><p>　　2.4.3維實體拉伸（Extrude命令）</p><p>　　用Extrude命令可以拉

80、伸很多平面對象，如圓（Circle）、橢圓（Ellipse）、封閉的平面多義線（Polyline）、封閉的平面樣條曲線（Spline）、區(qū)域（Region）、平面實心體（Solid）、三維面（3Dface）等等，以建立拉伸實心體。系用根據被拉伸的平面對象所確定的坐標系（Object UCS）來確定拉伸方向的正負，與Z軸同向為正，反之為負。也可以沿指定的路徑拉伸。單擊Solids工具條的Extrude按鈕（）或者選擇下拉菜單的Draw→S

81、olids→Extrude選項，可執(zhí)行此命令[13]。命令操作如下：</p><p>　　Command：Extrude </p><p>　　Select objects： (選擇拉伸的路徑對象)</p><p>　　Path/<Height of Extrusion>：（輸入拉伸的高度或鍵入P選擇拉伸的路徑）</p><p>

82、　　沿被拉伸對象所確定的UCS的Z軸方向拉伸</p><p>　　這是缺省的拉伸方式。在Path/<Height of Extrusion>：提示下輸入拉伸的高度，可以建立拉伸實心體。若輸入的拉伸高度為正值，則拉伸方向與Z軸相同；若為負值則與Z軸方向相反。輸入拉伸高度后，系統繼續(xù)提示用戶輸入拉伸斜角：</p><p>　　Extrude taper angle <0>

83、;：（輸入拉伸斜角或按回車）</p><p>　　拉伸斜角即拉伸對象坐標系（Object UCS）的Z軸的夾角，其有效值在正負90°之間。若設置拉伸角度為正值，則拉伸實心體沿拉伸方向收縮；若設置拉伸角度為負值，則拉伸實心體沿拉伸方向擴大。拉伸斜角不能使拉伸實心體在到達拉伸高度之前收縮為一點，否則系統會出現錯誤信息，拉舍操作將不能進行。如圖2-9所示</p><p>　　由封閉平面

84、樣條曲線拉伸的實心體，Taper Angle=0</p><p>　　此外，橢圓和封閉的樣條多義的拉伸斜角只能為0，否則系統也將出現錯誤提示，表示拉伸操作不能進行。</p><p>　　圖2-9 橢圓拉伸都的效果</p><p>　　（橢圓是不可以被存在拉伸斜角）</p><p><b>　　沿指定的路徑拉伸</b>&l

85、t;/p><p>　　在Path/<Height of Extrusion>：提示下選擇Path選項，系統繼續(xù)提示用戶選者拉伸路徑，路經可以使直線、圓、圓弧、橢圓、橢圓弧、二維多義線和平面樣條曲線等等。路徑不能與被拉伸對象位于同一平面，其形狀不能過于復雜。如圖2-10所示</p><p>　　拉伸實心體從被拉伸對象所在的平面開始，到一個與路徑的末端垂直的平面結束。路徑上必須有一個端

86、點在被拉伸對象所在的平面上，否則AutoCAD將自動把路徑移動到被拉對象的中點上。</p><p>　　如果路徑是平面樣條曲線，則樣條曲線必須在其中一個端點的切線方向與被拉伸對象垂直，否則AutoCAD將旋轉被拉伸對象，使它與樣條曲線路徑垂直；如果樣條曲線路徑中的一個端點在被拉伸對象所在的平面上，則AutoCAD將繞這個點旋轉被拉伸對象，否則AutoCAD將自動把樣條曲線路徑移動到被拉伸對象中心點，并繞中心點旋轉

87、被拉伸對象。</p><p>　　如果拉伸路徑為段直線構成的二維或三維多義線，則拉伸實心體將斜接于平分多義線上相鄰2節(jié)（Segment）的夾角的平面上。如果拉伸路徑不時封閉，則被拉伸對象必須位于斜接平面上，否則AutoCAD將自動把被拉伸對象旋轉到斜接平面上。</p><p>　　圖2-10 指定路徑拉伸實心體實例</p><p>　　并不是所有的路徑都可以用來創(chuàng)建

88、拉伸實心體，在下面幾種情況下，拉伸體的創(chuàng)建的創(chuàng)建可能會失?。?lt;/p><p>　　離拉伸對象所在的平面太近。</p><p><b>　　路徑太復雜。</b></p><p>　　相對拉伸對象來說，曲率太大。</p><p>　　2.4.4差集（Subtract命令）</p><p>　　此命令可

89、以對2個實心體執(zhí)行減發(fā)運算，執(zhí)行此命令的過程就像用去除材料以外的辦法對零件進行機械加工。3D鍋爐模型設計以管子為主，換句話說是個管子的世界.所以得進行必要的差集，把以上的2圓柱體，差集掉其中一個[14]，如圖2-11所示</p><p>　　單機ModifyII工具條的Subtract 按鈕（）或者選者下拉菜單的Modify→Boolean→Subtract選項，可執(zhí)行此命令。命令操作如下： </p>

90、<p>　　Command: Subtract</p><p>　　Select solids and regions to subtract from... </p><p>　　Select object: (選擇被減去的實體)</p><p><b>　　......</b></p><p>　　Se

91、lect objects: (輸入回車)</p><p>　　Select solids and regions to subtract</p><p>　　Select objects:（選擇減去的實心體）</p><p><b>　　......</b></p><p>　　Select objects: (輸入回車

92、)</p><p>　　圖2-11 差集操作后的效果</p><p>　　接下來就可以按3D鍋爐模型設計的相關材料，進行設計了。</p><p>　　第三章 鍋爐3D模型設計</p><p><b>　　3.1 省煤器</b></p><p>　　3.1.1省煤器的作用</p>&l

93、t;p>　　省煤器布置子在煙氣溫度較低的鍋爐尾部，它的主要作用是：</p><p>　　省煤器吸收尾部煙道中低溫煙氣的熱量，對于低參數鍋爐，可降低排煙溫度，提高鍋爐熱效率，節(jié)省燃料。</p><p>　　省煤器的采用提高了進入鍋筒的水溫，減少了鍋筒壁與給水之間的溫度差，從而使鍋筒熱應力降低，可提高鍋筒的壽命。</p><p>　　3.1.2省煤器結構</

94、p><p>　　大容量、高參數鍋爐均采用鋼管式省煤器，它是由許多并列的蛇形無縫鋼管和進出口聯箱組成的。省煤器管用外徑為28-51mm （本次設計采用的是外徑50mm）的無縫鋼管彎制而成，材料一般為20G碳鋼，管子水平放置，以便在停爐后能放盡存水，減少停爐期間的腐蝕。省煤器中的水由下而上流動，便于排出水中的氣體，防止管內金屬的局部氧腐蝕。煙氣一般自上而下流動，使煙氣與水逆向流動，增加傳熱溫差，提高傳熱效果[15]。&l

95、t;/p><p>　　省煤器管組采用錯列布置方式時，結構緊湊，傳熱效果好，且積灰減輕。采用順列布置時，便于吹灰，且管組懸吊簡單。</p><p>　　3.1.3省煤器的布置</p><p>　　現代大型鍋爐常采用懸吊式省煤器。省煤器出口聯箱上的引用管既可懸吊省煤器，又可懸吊過熱器和再熱器。省煤器可以采用水流方向與鍋爐前墻垂直或平行兩種布置方式。布置方式的不同將影響省煤器

96、的水流速度和外部磨損等情況。如圖3-1、圖3-2所示</p><p>　　圖3-2 省煤器二維線框圖</p><p>　　圖3-2 省煤器著色體圖</p><p>　　3.2直流式煤粉燃燒器</p><p>　　3.2.1煤粉燃燒器的作用</p><p>　　煤粉燃燒器是煤粉鍋爐燃燒設備的主要部件。其主要作用是：<

97、;/p><p>　　向鍋爐爐膛內輸送燃料和空氣；</p><p>　　組織燃料和空氣及時、充分地混合；</p><p>　　保證燃料進入爐膛后盡快、穩(wěn)定地著火，迅速、完全地燃盡。</p><p>　　煤粉燃燒時，為了減少著火所需的熱量，使煤粉被迅速加熱到著火溫度，一般將煤粉燃燒所需的空氣量分為一次風和二次風。一次風的作用是將煤粉送進爐膛，并供給煤

98、粉著火階段中揮發(fā)分燃燒所需的氧量。二次風在煤粉氣流著火后混入，供給煤中焦炭和殘留揮發(fā)分燃盡所需的氧量，以保證煤粉完全燃燒[16]。</p><p>　　直流燃燒器通常由一列矩形或圓形噴口組成。煤粉氣流和熱空氣從噴口射出后，形成直流射流。直流射流的主要特點是沿流動方向的速度衰減比較慢，具有比較穩(wěn)定的射流核心區(qū)，且一次風和二次風的后期混合比較強。</p><p>　　3.2.2四角布置直流燃燒

99、器的工作原理</p><p>　　直流燃燒器一般布置在爐膛四角上，煤粉氣流在射出噴口時，雖然是直流射流，但當四股氣流到達爐膛中心部位時，以切圓形式匯合，形成旋轉燃燒火焰方式。同時在爐膛內形成一個自下而上的漩渦狀氣流。</p><p>　　3.2.3旋流燃燒器（本次鍋爐3D模型設計所選用的燃燒器）</p><p>　　旋流燃燒器由圓形噴口組成，燃燒起中裝有各種形式的旋

100、流發(fā)生器。（稱旋流器）[17]。</p><p>　　煤粉氣流或熱空氣通過旋流器時，發(fā)生旋轉，從噴口射出后即形成旋流射流。利用旋轉射流，能形成有利于著火的高溫煙氣回流區(qū)，并使氣流強烈混合。</p><p>　　與直流射流相比，旋轉氣流同時具有向前運動的軸向速度和沿圓周運動的切向速度。這就使氣流在流動方向上，沿軸向與切向的擾動能力增強，因而氣流衰減速度比較快，射程短。旋轉氣流的主要特性表現為

101、旋流強度。如圖3-3所示。</p><p>　　圖3-3 旋流燃燒器的二維線框圖</p><p>　　國內用得最多的煤粉預燃室是旋流式煤粉預燃室。其工作原理是：煤粉空氣混合物通過一次風管經過軸向旋流葉片，旋轉進入帶有圓錐形進口端蓋的圓筒形預燃室，把旋轉氣流引向圓筒形預燃室的壁面，使預燃室中心部位產生一個很大的回流區(qū)，把高溫煙氣反向引回到一次風的根部，使送入預燃室的煤粉氣流能穩(wěn)定地著火。預

102、燃室的二次風分為兩股，主要部分為根部直流二次風，它經由不旋轉的直葉片進入預燃室；另一部分為在預燃室出口附近通過直葉片或帶有旋轉傾角的葉片送入預燃室的出口二次風。根部的直流二次風并不會破壞預燃室的中心回流區(qū)，相反卻能增大回流區(qū)，并使筒壁面不積存煤粉和灰粒，有利于預燃室的長期運行。</p><p>　　一次風的旋流強度對預燃室內回流區(qū)和三“高區(qū)”的形成有很大的影響。過大的一次風旋流強度，預燃室中不能形成“三高區(qū)”，煤

103、粉氣流不易著火，火焰不易穩(wěn)定。只有當一次風有較小而適當的旋流強度時，此時煤粉比氣體有較大的軸向運動慣性，就使得煤粉和與煤粉一起噴出的氣體產生相對的分離，氣體較多地貼著預燃室的圓筒內壁面流動，煤粉則在回流區(qū)的邊緣附近集結，此處便形成高煤粉濃度的區(qū)域，這個區(qū)域正靠近回流區(qū)，溫度很高，達900℃以上，而且也有較高的氧濃度，這就形成有利于著火的“三高區(qū)”，煤粉顆粒在三高區(qū)內被迅速加熱，升溫，很快析出揮發(fā)分并著火燃燒。煤粉顆粒在“三高區(qū)”著火后，

104、由于根部二次風和出口二次風的及時和分階段送入，著了火的煤粉顆粒迅速擴散到含氧量比較充分的主氣流中去，有利于煤粉的繼續(xù)燃燒和燃盡，如圖3-4所示。</p><p>　　圖3-4 旋流燃燒器的著色體圖</p><p>　　旋流式煤粉預燃室內由于“三高區(qū)”的存在，煤粉氣流著火的穩(wěn)定性比一般煤粉爐的燃燒器好得多。在我國電站鍋爐的實踐中，證明能夠成功地燃用劣質煙煤，貧煤和無煙煤。穩(wěn)燃作用和節(jié)油效果

105、比較顯著。</p><p>　　旋流式煤粉預燃室的構造相比大速差同軸射流直流式煤粉預燃室的構造較復雜，在制作之前，我們認真反復地閱讀了《鍋爐原理》中的有關內容并在指導教師的指導下進行了討論；主要制作的主體部件有一次風管，一次風旋流葉片，根部二次風直葉片，出口二次風旋流葉片，圓筒型預燃室，二次風箱，預燃室出口，其中，一次風旋流葉片和出口二次風旋流葉片是用立方體調整參數，傾斜一定角度，然后旋轉復制而成的，而根部二次風

106、直葉片是用布爾運算減出來的</p><p>　　3.3過熱器和再熱器</p><p>　　3.3.1過熱器作用</p><p>　　過熱器就是將飽和蒸汽和蒸汽加熱成具有一定溫度的過熱蒸汽，提高蒸汽的焓值，從而增加蒸汽的做功能力，提高電廠的循環(huán)熱效率。另外，在影響過熱汽溫的因素變化時保證過熱汽溫正常，并處于允許的波動范圍之內。</p><p>

107、　　3.3.2再熱器的作用</p><p>　　再熱器的作用就是將汽輪機高壓缸的排汽在一次加熱，使其溫度與過熱氣溫相等或相近，然后再送到中低壓缸膨脹做功。蒸汽在熱一方面可以增加蒸汽的做功能力，提高電廠的循環(huán)熱效率；另一方面也可以降低汽輪機排汽的溫度，提高末級葉片的安全性。當影響再熱汽溫的因素變化時，保證再熱汽溫處于正常的溫度波動范圍之內[18]。</p><p>　　3.3.3 300MW

108、亞臨界壓力鍋爐的過熱器系統</p><p><b>　　系統的組成與結構</b></p><p>　　該系統由頂棚過熱器、包覆過熱器、低溫過熱器、分隔屏過熱器、后屏過熱器、末級高溫過熱器組成 。</p><p>　　頂棚過熱器：布置在爐膛頂部、水平煙道及轉向室的頂部，分成前后兩部分。前后爐頂管構成爐膛的水平煙道的頂部，后部構成后煙井頂部。其中爐

109、膛頂部的管材為15CrMo，管徑為51*6，節(jié)距111mm，共105根，也是分段鰭片管，焊成密封爐頂。水平煙道頂部的管材為20G，管徑為45*6，節(jié)距為111mm，共105根，也是分段鰭片管并焊成密封爐頂。轉向室頂部的管材為20G碳鋼，管徑為57*7，節(jié)距為140mm，共85根，與扁鋼焊成氣密性膜式壁,如圖3-5所示。</p><p>　　圖 3-5 前屏過熱器二維線框圖</p><p>

110、　　包覆過熱器：布置在水平煙道的延伸側墻及底部，后煙井的前端、后墻及兩側墻上。其中延伸側墻的管徑為51mm*6.5，節(jié)距為102mm；后煙井兩側墻的管徑為51*6，節(jié)距114mm；后煙井前墻的管徑為51*6，節(jié)距為152mm;后煙井后墻上部的管徑為57*7，節(jié)距為140mm；后煙井后墻下部的管徑為38*5.5，節(jié)距為145mm。處尾部煙井上部的水平煙道煙氣流通部分為光管外，其余均為鋼管和扁鋼管焊成的氣密性膜式壁。</p>