畢業(yè)設(shè)計(jì)---鍋爐3d模型設(shè)計(jì)

1、<p><b>　　摘 要</b></p><p>　　AutoCAD2006是當(dāng)今最流行的設(shè)計(jì)軟件，現(xiàn)代的很多工程設(shè)計(jì)院都使用CAD為各自項(xiàng)目做設(shè)計(jì)，因?yàn)樗性S多傳統(tǒng)的平面二維設(shè)計(jì)所無(wú)法比擬的優(yōu)越性。平面二維CAD技術(shù)雖然能夠提高作圖效率但還是像傳統(tǒng)的手工繪圖那樣用投影圖來(lái)描述物體。而三維技術(shù)則利用計(jì)算機(jī)提供的一個(gè)模擬的三維空間使工程師們可以直接在這個(gè)三維空間里建造物體的模型

2、，表達(dá)自己的設(shè)計(jì)意圖，因此對(duì)幾何形體的描述比傳統(tǒng)的二維技術(shù)更真實(shí)、更準(zhǔn)確、更全面。</p><p>　　主要以三維設(shè)計(jì)技術(shù)為論述核心，借鑒三維設(shè)計(jì)在工廠設(shè)計(jì)領(lǐng)域中應(yīng)用的技術(shù)特點(diǎn)和經(jīng)驗(yàn)成果，開(kāi)發(fā)探索在《鍋爐原理》教學(xué)專業(yè)課上的輔助教學(xué)功能。三維設(shè)計(jì)技術(shù)在工廠設(shè)計(jì)領(lǐng)域已經(jīng)普及應(yīng)用，然而長(zhǎng)期以來(lái)，《鍋爐原理》專業(yè)課教學(xué)上，缺少直觀逼真的大型鍋爐三維教學(xué)模型，學(xué)生對(duì)于鍋爐的原理理解比較抽象，難以直觀領(lǐng)會(huì)和快速掌握教學(xué)內(nèi)容

3、。本課題的完成，將能夠?yàn)椤跺仩t原理》教學(xué)提供詳實(shí)的鍋爐結(jié)構(gòu)設(shè)備三維模型，在教學(xué)過(guò)程中為學(xué)生提供直觀的大型鍋爐結(jié)構(gòu)設(shè)備的模擬組裝過(guò)程，了解鍋爐的結(jié)構(gòu)與其各個(gè)設(shè)備的詳細(xì)結(jié)構(gòu)，使學(xué)生迅速而扎實(shí)地掌握鍋爐原理的基礎(chǔ)知識(shí)，加強(qiáng)對(duì)鍋爐原理的理性和感性認(rèn)識(shí)。</p><p>　　針對(duì)300MW直流鍋爐的本體結(jié)構(gòu)，以及本體設(shè)備。其中包括：爐膛、水冷壁、燃燒器、過(guò)熱器、再熱器、省煤器和空氣預(yù)熱器等鍋爐主要結(jié)構(gòu)設(shè)備組成部分。以及整體

4、鍋爐框架等加深印象,對(duì)以后工作、學(xué)習(xí)都有著非常直觀、深入的了解。</p><p>　　關(guān)鍵詞：三維設(shè)計(jì)；AutoCAD ；鍋爐設(shè)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(jiǎn)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(shè)計(jì)的優(yōu)點(diǎn)2</p><p>　　1.1.3 AutoCAD的特點(diǎn)2</p><p>　　1.2 AutoCAD的三維

14、功能簡(jiǎn)介4</p><p>　　1.3 Auto CAD 三維設(shè)計(jì)對(duì)于計(jì)算機(jī)硬件的要求5</p><p>　　1.4 配置適于三維設(shè)計(jì)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(tǒng)的簡(jiǎn)單操作8</p><p>　　2.2 等軸測(cè)圖的繪制10

15、</p><p>　　2.2.1 等軸測(cè)圖基礎(chǔ)10</p><p>　　2.2.2 設(shè)置等軸測(cè)繪圖環(huán)境11</p><p>　　2.2.3等軸測(cè)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(chǔ)12</p><p&g

16、t;　　2.3.2笛卡爾坐標(biāo)系12</p><p>　　2.3.3直角坐標(biāo)、圓坐標(biāo)和球坐標(biāo)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(shí)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(shè)計(jì)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(jié)構(gòu)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(shè)計(jì)所選用的燃燒器）22</p><p>　　3.3過(guò)熱器和再熱器2

19、5</p><p>　　3.3.1過(guò)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(guò)熱器系統(tǒng)25</p><p>　　3.3.4 300MW亞臨界壓力鍋爐的再熱器系統(tǒng)28</p><p>　　3.4 空氣預(yù)熱器31</p>

20、<p>　　3.4.1 空氣預(yù)熱器的作用31</p><p>　　3.4.2空氣預(yù)熱器的換熱方式31</p><p>　　3.4.3 空氣預(yù)熱器的分類31</p><p>　　第四章 在設(shè)計(jì)過(guò)程中遇到的問(wèn)題35</p><p><b>　　4.1水冷壁35</b></p><p&

21、gt;　　4.2 關(guān)于燃燒效果的火焰制作35</p><p>　　4.3本次鍋爐3D模型設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)上的不足36</p><p>　　4.4 管道連接中出現(xiàn)的問(wèn)題37</p><p>　　4.4.1錯(cuò)誤一37</p><p>　　4.4.2錯(cuò)誤二38</p><p><b>　　致 謝41</

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

23、0世界最杰出的的科技成果之一。近年來(lái)，CAD技術(shù)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(wǎng)絡(luò)化的方向發(fā)展。其中，三維技術(shù)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(shù)使工程設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了技術(shù)上的巨大飛躍，給工程技術(shù)人員的觀念帶來(lái)了強(qiáng)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(shè)計(jì)中得到無(wú)窮的樂(lè)趣。</p><p>　　國(guó)家科委牽頭推動(dòng)的CAD應(yīng)用工程，以“甩圖板”為主要目標(biāo)，

24、所謂的“甩圖板”，其實(shí)僅是以計(jì)算機(jī)平面繪圖替代手工繪圖而已，這不過(guò)是CAD應(yīng)用工程第一步，并非最終目標(biāo)。CAD技術(shù)的應(yīng)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(tǒng)的潛力，提高應(yīng)用CAD技術(shù)的效益。而三維技術(shù)的應(yīng)用，是CAD技術(shù)的應(yīng)用向縱深發(fā)展的必由之路[1]。</p><p>　　目前，國(guó)內(nèi)市場(chǎng)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(guó)外的產(chǎn)品。如Pro/E、SolidEdge、Solid

25、works、I-DEAS、Unigraphics、MDT等。國(guó)內(nèi)也有自主版權(quán)的三維CAD產(chǎn)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(xué)的GS-CAD98等。這些專業(yè)系統(tǒng)功能一般都是很強(qiáng)大，而且多數(shù)還同時(shí)具有很強(qiáng)的CAE、CAM功能。但是，他們的價(jià)格也很昂貴，還不夠普及。AutoCAD算不上是最好的三維設(shè)計(jì)軟件，但卻是世界上最流行的。至今它在全世界的注冊(cè)用戶多達(dá)200萬(wàn)！在我國(guó)，Au

26、toCAD在CAD軟件市場(chǎng)的占有率超過(guò)60%，它已經(jīng)成為實(shí)際上的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。我們提起三維CAD的普及應(yīng)用，就不能不提AutoCAD。</p><p>　　1.1.2 三維設(shè)計(jì)的優(yōu)點(diǎn)</p><p>　　三維技術(shù)之所以能迅速成為CAD技術(shù)的主流，是因?yàn)樗性S多傳統(tǒng)的平面二維設(shè)計(jì)所無(wú)法比擬的優(yōu)越性。平面二維CAD技術(shù)雖然能夠提高作圖效率，但還是像傳統(tǒng)的手工繪圖那樣用投影圖來(lái)描述物體。而三維技術(shù)則

27、利用計(jì)算機(jī)提供的一個(gè)模擬的三維空間使工程師們可以直接在這個(gè)三維空間里建造物體的模型，表達(dá)自己的設(shè)計(jì)意圖，因此對(duì)幾何形體的描述比傳統(tǒng)的二維技術(shù)更真實(shí)、更準(zhǔn)確、更全面[2]。</p><p>　　與二維設(shè)計(jì)相比，三維設(shè)計(jì)具有以下優(yōu)點(diǎn)；</p><p>　　從設(shè)計(jì)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(biāo)準(zhǔn)的、精美的工

28、程圖紙，這不但提高了設(shè)計(jì)效率，而且減少了錯(cuò)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(shè)計(jì)方案的逼真的三維效果圖，這使得設(shè)計(jì)人員和決策人員在產(chǎn)品投產(chǎn)或工程項(xiàng)目投標(biāo)建設(shè)之前，就能全面準(zhǔn)確地了解它的外觀，有助于設(shè)計(jì)決策，對(duì)于工程項(xiàng)目投標(biāo)更是具有重要的意義。</p><p>　　利用實(shí)心體建模方法可以檢查零件的干涉情況，還可以方便地計(jì)算模型的體積、質(zhì)量、重心、轉(zhuǎn)動(dòng)慣

29、量等參數(shù)，這對(duì)于產(chǎn)品的動(dòng)態(tài)特性分析以及工程項(xiàng)目的成本預(yù)算等都有十分重要的意義。 </p><p>　　三維設(shè)計(jì)還是實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)、制造一體化的基礎(chǔ)。盡管AutoCAD不具備 CAMde功能但是卻可以通過(guò)輸出DXF等標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)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(lái)觀察和操作對(duì)象，有利于設(shè)計(jì)方案的形成也有助于與不熟悉片面圖、剖視圖的人交流設(shè)計(jì)思想。&l

30、t;/p><p>　　此外，某些專業(yè)的軟件還可以對(duì)三維模型進(jìn)行運(yùn)動(dòng)分析、受力分析、熱學(xué)分析、有限元分析等，由此可見(jiàn)三維設(shè)計(jì)已遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出平面設(shè)計(jì)的繪圖功能，為工程設(shè)計(jì)帶來(lái)了革命性的巨大改變，把設(shè)計(jì)技術(shù)推上了前所有的高度。</p><p>　　1.1.3 AutoCAD的特點(diǎn)</p><p>　　AutoCAD是一個(gè)開(kāi)放型的CAD軟件包，具有高效、通用、靈活、便于二次開(kāi)發(fā)等待

31、點(diǎn)，概括地說(shuō)有以下幾個(gè)方面[3]。</p><p><b>　　具體極高的精度</b></p><p>　　AutoCAD的雙精度浮點(diǎn)運(yùn)算可以精確到小數(shù)點(diǎn)后16位，這樣高的精度，足以建立一個(gè)亞微米級(jí)精度的地球模型。高精度還意味著無(wú)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(yù)先定義好的圖形元素(Object)

32、所組成，對(duì)象通過(guò)命令調(diào)用和</p><p>　　光標(biāo)定位即可輸入到繪制的圖形中。AutoCAD提供的基本對(duì)象有二維對(duì)象和三維對(duì)象。</p><p>　　具有強(qiáng)大的圖形編輯功能</p><p>　　AutoCAD的編輯方法十分豐富，可以對(duì)對(duì)象進(jìn)行擦除、復(fù)制、鏡像、縮放、旋轉(zhuǎn)、消隱等操作，對(duì)面域和實(shí)心體還能進(jìn)行布爾運(yùn)算等。</p><p>　　內(nèi)

33、含AutoLISP語(yǔ)言和ADS、ARX開(kāi)發(fā)系統(tǒng)，便于用戶進(jìn)行二次開(kāi)發(fā) </p><p>　　AutoLISP是比較完整的編程語(yǔ)言，為用戶提供強(qiáng)大的二次開(kāi)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(yǔ)言為基礎(chǔ)的開(kāi)發(fā)系統(tǒng)，它具有AutoLISP的大部分功能并可使用標(biāo)準(zhǔn)的C語(yǔ)言函數(shù)，是開(kāi)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(guò)AutoLISP解釋程序而直接與AutoCAD核心進(jìn)行通信，因此ARX應(yīng)用程序更快、更穩(wěn)定而且更加簡(jiǎn)化。</p><p>　　提供了多種接口文件，具有較強(qiáng)的數(shù)據(jù)交換能力</p><p>　　為了將由AutoCAD 繪制的圖形數(shù)據(jù)傳遞給用高級(jí)語(yǔ)言編寫(xiě)的程序

35、去處理，或者將高級(jí)語(yǔ)言程序處理過(guò)的數(shù)據(jù)傳遞AutoCAD 中轉(zhuǎn)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(jí)語(yǔ)言進(jìn)行信息交換，或者與其他CAD系統(tǒng)進(jìn)行相互的圖形轉(zhuǎn)換。</p><p>　　具體良好的用戶界面和高級(jí)輔助功能，支持多種交互設(shè)備</p><p>　　AutoCAD提供了如鼠標(biāo)、打?。ɡL圖）機(jī)等多種交互設(shè)備接口以及屏幕菜單、下拉

36、菜單、圖標(biāo)菜單、數(shù)字化儀菜單、工具欄菜單、對(duì)話框等高級(jí)用戶界面，便于采用人機(jī)對(duì)話的方式實(shí)現(xiàn)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(jí)輔助功能，如刪格、捕捉、目標(biāo)捕捉、正交狀態(tài)和等軸測(cè)繪圖模式等。AutoCAD還有HELP功能，為用戶提供了方便快捷的聯(lián)機(jī)幫助。</p><p>　　允許用戶定制AutoCAD系統(tǒng)參數(shù)和標(biāo)準(zhǔn)文件</p><p>　　Au

37、toCAD至今仍沒(méi)有公開(kāi)它的系統(tǒng)源代碼，但是它提供了多種開(kāi)發(fā)工具，使用戶能夠訪問(wèn)和改變AutoCAD 原有的標(biāo)準(zhǔn)系統(tǒng)庫(kù)參數(shù)和文件，進(jìn)行二次開(kāi)發(fā)和用戶定制。</p><p><b>　　支持多種操作平臺(tái)</b></p><p>　　除了支持MS-DOS 5.0/Windows3.1以上版本和Macintosh System 7 微機(jī)平臺(tái)外，AutoCAD也移植到了其他機(jī)

38、型（如工作站）和其他操作系統(tǒng)（如UNIX）上，但是，從R14開(kāi)始，AutoCAD又停止對(duì)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(jiǎn)介</p><p>　　AutoCAD作為世界首屈一指的通用CAD平臺(tái)軟件，也順應(yīng)CAD技術(shù)向三維方向發(fā)展的潮流，從R10開(kāi)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(shè)計(jì)功能，特別是從R12開(kāi)始引入AME（Advanced Modeling Extension）實(shí)心體造型擴(kuò)展功能后，極大地增強(qiáng)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(shè)，而是真正成為AutoCAD的核心設(shè)計(jì)手段。到了R13，原有的實(shí)心體造型系統(tǒng)廢棄了AME CSG（構(gòu)造型實(shí)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(shí)心體建模功能大大增加。ACIS對(duì)象能像其他AutoCAD對(duì)象（如直線、圓和三維網(wǎng)格）一樣處理，在計(jì)算上也比AME對(duì)象快得多[4]。</p><p>　　盡管AutoCAD R14的三維設(shè)計(jì)功能還不能無(wú)所不能，但是它的強(qiáng)大卻是毋庸置疑的，具體表現(xiàn)在以下幾個(gè)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(shí)心體模型等多種建模方法，在實(shí)心體造型中，還可以對(duì)實(shí)心體進(jìn)

41、行切割、生成剖面、生成輪廓，通過(guò)實(shí)心體的并集、差集、交集等運(yùn)算，用基本實(shí)心體組合形狀復(fù)雜的實(shí)心體模型等等，這些強(qiáng)大的三維造型功能足以滿足大多數(shù)建筑、機(jī)械等領(lǐng)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(qiáng)了燈光、背景和材質(zhì)功能，增加了霧效果，使AutoCAD自己就能渲染高質(zhì)量的圖像。

42、R14還增加了場(chǎng)景對(duì)象，能夠直接渲染出建筑效果圖中的樹(shù)木、人物等等。</p><p>　　在圖紙的設(shè)計(jì)和輸出方面，AutoCAD R14 繼承其強(qiáng)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(biāo)準(zhǔn)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(jìn)步[5]。</p><p>　　當(dāng)然，正如前面所

43、說(shuō)，AutoCAD并不是萬(wàn)能的，作為一個(gè)綜合性很強(qiáng)的通用CAD平臺(tái)軟件，它在某些專業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域還存在一定的不足，如在燈光渲染和動(dòng)畫(huà)功能方面，它不如3D MAX：在機(jī)械建模、分析和制造領(lǐng)域，它不如Pro/E、Solidedge等；特別是到目前為止，AutoCAD還沒(méi)有NURBS曲面功能，這使得它在復(fù)雜曲面的構(gòu)建方面的受到的限制。雖然Autodesk公司的其他產(chǎn)品（如 AutoSurf、MDT等）為更高級(jí)的工程應(yīng)用提供了解決方案，但我們卻不能

44、指望這些產(chǎn)品的功能在不遠(yuǎn)的將來(lái)會(huì)被集成到AutoCAD中來(lái)。</p><p>　　1.3 Auto CAD 三維設(shè)計(jì)對(duì)于計(jì)算機(jī)硬件的要求</p><p>　　AutoCAD是一個(gè)主要基于微機(jī)平臺(tái)的CAD軟件，但是現(xiàn)在也有工作站版本。應(yīng)用于微機(jī)平臺(tái)，對(duì)系統(tǒng)的配置要求相對(duì)較低，價(jià)格比較便宜，這是AutoCAD 得以風(fēng)靡全球的重大優(yōu)勢(shì)。運(yùn)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(jí)電腦，能運(yùn)行Windows95/NT。</p><p>　　至少有256M內(nèi)存，推薦512M內(nèi)存。</p><p>　　至少有30G的硬盤(pán)空間，推薦80G。</p><p>　　獨(dú)立顯卡，最好能有1024×768以上的分辯率，現(xiàn)在市場(chǎng)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(tái)CD-ROM</p><p>　　至少有一個(gè)串行口，要能使用鼠標(biāo)、數(shù)字化儀、打印機(jī)和繪圖儀等。</p><p>　　隨著計(jì)算機(jī)的不斷跟新?lián)Q代，以上配置對(duì)于一般用戶來(lái)說(shuō)已不難達(dá)到。但是，三維設(shè)計(jì)比二維設(shè)計(jì)的計(jì)算復(fù)雜，要占用計(jì)算機(jī)更大的內(nèi)存空間，對(duì)計(jì)算機(jī)的硬件配置也有更高的要求。實(shí)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(wù)時(shí)，更有捉襟見(jiàn)肘的感覺(jué)。用戶在經(jīng)濟(jì)條件允許的提條件下，應(yīng)盡可能提高系統(tǒng)的配置，如果要進(jìn)行大型工程項(xiàng)目的設(shè)計(jì)，最好使用專業(yè)的圖形工作站。</p><p>　　1.4 配置適于三維設(shè)計(jì)的工作環(huán)境</p><p>　　要提高整個(gè)Auto CAD系統(tǒng)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(jù)自己的工

48、作特點(diǎn)進(jìn)行配置。有時(shí)甚至還要進(jìn)行一些二次開(kāi)發(fā)。</p><p>　　前面已經(jīng)提到Auto CAD的特點(diǎn)之一就是具有良好的用戶的用戶界面，用戶很容易根據(jù)自己的需要和喜好來(lái)改變屏幕的外觀，改變或定義新的工具條，定義命令的鍵盤(pán)快捷鍵，編輯自己的下拉菜單、圖標(biāo)菜單、屏幕菜單等。關(guān)于Auto CAD實(shí)際的定制俄開(kāi)發(fā)的內(nèi)容很多，包括定制下拉菜單、圖表菜單、工具條、系統(tǒng)文件、編輯Auto LISP程序等等，本書(shū)無(wú)法詳細(xì)介紹，請(qǐng)

49、讀者觀看有關(guān)書(shū)籍。在此僅介紹如何配置適用于三維設(shè)計(jì)作圖的用戶界面[7]。</p><p>　　Auto CAD R14 的標(biāo)準(zhǔn)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(shè)計(jì)過(guò)程中適用頻率很高的 命令按鈕，如Splin、3Dpoly、Rotate3d、3Darray、Mirror3d 等命令都沒(méi)有在工具條上。Auto CAD實(shí)際上已經(jīng)實(shí)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(lái)很大的方便。</p><p>　　如果要在標(biāo)準(zhǔn)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(gè)工具條上單擊鼠標(biāo)右鍵，彈出Toolbar對(duì)話框。</p><p>　　如果此時(shí)屏幕上還是沒(méi)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(fù)選框以顯示它。</p><p>　　單擊Customize按鈕，彈出Customize Toolbars對(duì)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(biāo)把它們拖放到Draw工具條上適當(dāng)位置。</p><p>　　依次關(guān)閉2個(gè)對(duì)話框，Au

52、to CAD自動(dòng)更新系統(tǒng)的菜單文件。</p><p>　　以上的操作方法，用戶可以根據(jù)自己的喜好配置工具條，把三維作圖過(guò)程中最常用的命令按鈕配置在屏幕上，這樣在作圖的過(guò)程就能新手拈來(lái)，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(gè)例子，與AutoCAD的標(biāo)準(zhǔn)界面相比，它

53、采用了很多級(jí)聯(lián)工具條，既能很方便地通過(guò)圖標(biāo)按鈕訪問(wèn)AutoCAD命令，又減少了占用的作圖區(qū)空間。</p><p>　　用戶對(duì)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(fù)標(biāo)準(zhǔn)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(tǒng)的簡(jiǎn)單操作</p>&

54、lt;p>　　進(jìn)入Auto CAD界面以后在左側(cè)快捷框上點(diǎn)擊鼠標(biāo)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(jù)自己的需要選中所需要的快捷鍵類型，系統(tǒng)就會(huì)改快捷鍵類型前打勾，[9]根據(jù)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(biāo)左鍵拖動(dòng)放到右側(cè)，如圖2-3所示</p><p>　　圖2-3 設(shè)定自己的快捷框</p><p>　　3D鍋爐模型設(shè)計(jì)最常用到的是畫(huà)圓和三維實(shí)體拉伸，然后根據(jù)拉伸實(shí)體進(jìn)行差級(jí)操作。</p><p>　　2.2 等軸測(cè)圖的繪制</p><p>　　2.2.1 等軸

56、測(cè)圖基礎(chǔ)</p><p>　　正投影圖的觀察方向總是與空間坐標(biāo)系的某一根軸平行，而等軸測(cè)圖的觀察方向則與三根坐標(biāo)軸的夾角等或互補(bǔ)（關(guān)于空間笛卡爾的介紹見(jiàn)下節(jié)）。從不同的方位投影可得到零件的8個(gè)等軸測(cè)圖。3根坐標(biāo)軸是對(duì)稱分布的，</p><p>　　在繪制等軸測(cè)圖時(shí)，我們常忽略坐標(biāo)軸的方向，用3根等軸測(cè)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(cè)圖中與等軸測(cè)軸構(gòu)成的平面平行的平面稱為等軸測(cè)平面（Isoplane）[10]，圖2-4所示</p><p>　　圖2-4 等軸測(cè)平面</p><p>　　2.2.2 設(shè)置等軸測(cè)繪圖環(huán)境</p><p>　　AutoCAD2006 可以設(shè)置專門(mén)用于繪制等軸測(cè)圖的環(huán)境，以提高作等軸測(cè)圖的效率。所謂的等軸測(cè)繪圖環(huán)境，即將目標(biāo)捕捉（Snap）、柵格（Grid）、正交模

58、式（Ortho）和十字光標(biāo)等作圖輔助工具都設(shè)置成專用于繪制等軸測(cè)圖的模式。</p><p>　　正常情況下，AutoCAD2006顯示的柵格和十字光標(biāo)。執(zhí)行Snap命令并選擇等軸測(cè)捕捉模式后，點(diǎn)的捕捉和正交的方向都垂直或與水平成30°斜角。如果此時(shí)打開(kāi)Ortho（）模式，則畫(huà)出來(lái)的直線也要么是垂直線，要么是30°的斜線，這給等軸測(cè)圖的繪制帶來(lái)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(chē)接受缺省值)&

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

61、t;p>　　AotuCAD2006的Ellipse命令（）提供了Isocircle選項(xiàng)，專門(mén)用于繪制等軸測(cè)橢圓。注意只有在等軸測(cè)繪圖模式下，系統(tǒng)才會(huì)在Ellilse命令中顯示Isocircle選項(xiàng)。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(gè)中心點(diǎn)）</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(cè)模式下角度繪制</p><p>　　等軸測(cè)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(jù)角度計(jì)

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(diǎn)，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(diǎn)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(diǎn)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(chǔ)</p><p>　　AutoCAD最初是由平面繪圖軟件發(fā)展而來(lái)，盡管到現(xiàn)在仍有許多人把它當(dāng)作一個(gè)平面繪圖軟件來(lái)使用，但是現(xiàn)在它實(shí)際上已經(jīng)把三維功能和諧地融合在一起了，三維設(shè)計(jì)已經(jīng)成為AutoCAD的核心設(shè)計(jì)手段。我們不妨

66、把它看成一個(gè)三維軟件，而把平面繪圖看成是三維繪圖的一個(gè)特例。用戶隨時(shí)可以在圖形中加入三維對(duì)象，也可以通過(guò)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(guò)Change、Chprop命令增加平面對(duì)象的厚度，使之轉(zhuǎn)化為三維物體[12]。對(duì)于平面圖，我們同樣可以從三維角度來(lái)觀察。</p><p>　　AutoCAD的三維空間是計(jì)算機(jī)虛擬的三維空間，我

67、們當(dāng)然不能真正鉆進(jìn)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(diǎn)像在玩三維電腦游戲。當(dāng)我們指揮著游戲的角色在屏幕里運(yùn)動(dòng)時(shí)，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(biāo)系</p><p>　　AutoCAD的三維空間是一個(gè)有笛卡爾坐標(biāo)系定義的、無(wú)限延伸的空間，圖所示為笛卡爾坐標(biāo)系的坐標(biāo)

68、軸和坐標(biāo)平面，在AutoCAD中，稱此坐標(biāo)系為世界坐標(biāo)系（WCS）。3根坐標(biāo)軸分別為X軸、Y軸和Z軸，它們之間相對(duì)關(guān)系由右手定則確定。右手定則不僅可以用于確定坐標(biāo)軸的關(guān)系，還可以用來(lái)確定AutoCAD對(duì)象或坐標(biāo)系繞坐標(biāo)軸旋轉(zhuǎn)角度的正負(fù)，中指向手心方向翹起，將拇指和食指分別與坐標(biāo)軸的X軸和Y軸對(duì)齊，則中指所指的方向就是Z軸的正方向，右邊的手勢(shì)用來(lái)判斷旋轉(zhuǎn)的方向；翹起大拇指，握緊其余四指，將大拇指的方向?qū)?zhǔn)旋轉(zhuǎn)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(biāo)系，稱為用戶坐標(biāo)系（UCS）。用戶坐標(biāo)系同樣遵循右手定則。</p><p>　　2.3.3直角坐標(biāo)、圓坐標(biāo)和球坐標(biāo)</p><p>　　AutoCAD有3種方式 的描述點(diǎn)在三維空間的位置——直角坐標(biāo)系、圓柱坐標(biāo)和球坐標(biāo)，在三維作圖過(guò)程中，模型的建立和編輯、視圖變換等都離不開(kāi)這3種坐標(biāo)

70、，靈活使用這3種坐標(biāo)將給作圖帶來(lái)很大的方便。</p><p><b>　　直角坐標(biāo)</b></p><p>　　直角坐標(biāo)用三維點(diǎn)在坐標(biāo)系 的X軸、Y軸和Z軸上的對(duì)應(yīng)值來(lái)描述點(diǎn)的位置，其形式為（X，Y，Z），與二維點(diǎn)的直角坐標(biāo)（X，Y）相比，多了一個(gè)Z軸方向的坐標(biāo)。</p><p><b>　　圓柱坐標(biāo)</b></p&

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

72、><b>　　球坐標(biāo)</b></p><p>　　在二維極坐標(biāo)的基礎(chǔ)上加一個(gè)點(diǎn)與坐標(biāo)系原點(diǎn)的連線與XY平面的夾角，便得到三維點(diǎn)的球坐標(biāo)。球坐標(biāo)的形式為（d<n1<n2），其中d和n1的含義與圓柱坐標(biāo)的相同，n2代表點(diǎn)與坐標(biāo)系的原點(diǎn)的連線與XY平面的夾角。與直角坐標(biāo)和圓柱坐標(biāo)一樣，可以在坐標(biāo)值前面加一個(gè) “@”符號(hào)。</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(xiàn)出其通用CAD軟件平臺(tái)的特點(diǎn)，即建模手段多樣化，在同一系統(tǒng)里集成了線框模、表面建模和實(shí)心體建模等多種建模手段，以適應(yīng)不同的應(yīng)用要求。AutoCAD還提供了十分豐富的圖形對(duì)象。除了很多三維圖形外對(duì)象外，大多數(shù)二維對(duì)象，如圓、平面多義線、軌跡線、區(qū)域等，也可以通過(guò)拉伸和坐標(biāo)變換等辦法構(gòu)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(huà)一段長(zhǎng)70、寬45、厚30的多義線。</p>&

75、lt;p>　　用Pline命令或Rectangle命令畫(huà)底面矩形，然后設(shè)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(huà)一個(gè)長(zhǎng)70、寬45、厚30的平面實(shí)心體。</p><p>　　用3D命令的Box選相建立一個(gè)表面立方體。</p><p>　　用Box命令建立實(shí)心立方體</p><p>　　

76、用Pline命令或Rectangle命令畫(huà)一個(gè)長(zhǎng)7、寬45的矩形，然后用Extrude命令拉伸成實(shí)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(gè)中心點(diǎn))</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(diǎn)擊圖標(biāo)，這種方式直接而又簡(jiǎn)便，不用記憶繁瑣的操作命令

78、。</p><p>　　首先選中，畫(huà)圓的操作圖標(biāo)。（命令）</p><p>　　在頁(yè)面的最下會(huì)出現(xiàn)，如圖2-6</p><p>　　如圖2-6 圓的操作命令</p><p>　　讓你確認(rèn)圓心，如果你想要的圓心就是 坐標(biāo)點(diǎn)的話輸入“@” 。即可確認(rèn)坐標(biāo)點(diǎn)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(yīng)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(jù)操作系統(tǒng)生成的圖形</p><p>　　2.4.3維實(shí)體拉伸（Extrude命令）</p><p>　　用Extrude命令可以拉

80、伸很多平面對(duì)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(shí)心體（Solid）、三維面（3Dface）等等，以建立拉伸實(shí)心體。系用根據(jù)被拉伸的平面對(duì)象所確定的坐標(biāo)系（Object UCS）來(lái)確定拉伸方向的正負(fù)，與Z軸同向?yàn)檎?，反之為?fù)。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(xiàng)，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(duì)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(duì)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(shí)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(fù)值則與Z軸方向相反。輸入拉伸高度后，系統(tǒng)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(chē)）</p><p>　　拉伸斜角即拉伸對(duì)象坐標(biāo)系（Object UCS）的Z軸的夾角，其有效值在正負(fù)90°之間。若設(shè)置拉伸角度為正值，則拉伸實(shí)心體沿拉伸方向收縮；若設(shè)置拉伸角度為負(fù)值，則拉伸實(shí)心體沿拉伸方向擴(kuò)大。拉伸斜角不能使拉伸實(shí)心體在到達(dá)拉伸高度之前收縮為一點(diǎn)，否則系統(tǒng)會(huì)出現(xiàn)錯(cuò)誤信息，拉舍操作將不能進(jìn)行。如圖2-9所示</p><p>　　由封閉平面

84、樣條曲線拉伸的實(shí)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(tǒng)也將出現(xiàn)錯(cuò)誤提示，表示拉伸操作不能進(jìn)行。</p><p>　　圖2-9 橢圓拉伸都的效果</p><p>　?。E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(xiàng)，系統(tǒng)繼續(xù)提示用戶選者拉伸路徑，路經(jīng)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(duì)象位于同一平面，其形狀不能過(guò)于復(fù)雜。如圖2-10所示</p><p>　　拉伸實(shí)心體從被拉伸對(duì)象所在的平面開(kāi)始，到一個(gè)與路徑的末端垂直的平面結(jié)束。路徑上必須有一個(gè)端

86、點(diǎn)在被拉伸對(duì)象所在的平面上，否則AutoCAD將自動(dòng)把路徑移動(dòng)到被拉對(duì)象的中點(diǎn)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(gè)端點(diǎn)的切線方向與被拉伸對(duì)象垂直，否則AutoCAD將旋轉(zhuǎn)被拉伸對(duì)象，使它與樣條曲線路徑垂直；如果樣條曲線路徑中的一個(gè)端點(diǎn)在被拉伸對(duì)象所在的平面上，則AutoCAD將繞這個(gè)點(diǎn)旋轉(zhuǎn)被拉伸對(duì)象，否則AutoCAD將自動(dòng)把樣條曲線路徑移動(dòng)到被拉伸對(duì)象中心點(diǎn)，并繞中心點(diǎn)旋轉(zhuǎn)

87、被拉伸對(duì)象。</p><p>　　如果拉伸路徑為段直線構(gòu)成的二維或三維多義線，則拉伸實(shí)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(shí)封閉，則被拉伸對(duì)象必須位于斜接平面上，否則AutoCAD將自動(dòng)把被拉伸對(duì)象旋轉(zhuǎn)到斜接平面上。</p><p>　　圖2-10 指定路徑拉伸實(shí)心體實(shí)例</p><p>　　并不是所有的路徑都可以用來(lái)創(chuàng)建

88、拉伸實(shí)心體，在下面幾種情況下，拉伸體的創(chuàng)建的創(chuàng)建可能會(huì)失敗：</p><p>　　離拉伸對(duì)象所在的平面太近。</p><p><b>　　路徑太復(fù)雜。</b></p><p>　　相對(duì)拉伸對(duì)象來(lái)說(shuō)，曲率太大。</p><p>　　2.4.4差集（Subtract命令）</p><p>　　此命令可

89、以對(duì)2個(gè)實(shí)心體執(zhí)行減發(fā)運(yùn)算，執(zhí)行此命令的過(guò)程就像用去除材料以外的辦法對(duì)零件進(jìn)行機(jī)械加工。3D鍋爐模型設(shè)計(jì)以管子為主，換句話說(shuō)是個(gè)管子的世界.所以得進(jìn)行必要的差集，把以上的2圓柱體，差集掉其中一個(gè)[14]，如圖2-11所示</p><p>　　單機(jī)ModifyII工具條的Subtract 按鈕（）或者選者下拉菜單的Modify→Boolean→Subtract選項(xiàng)，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(shí)體)</p><p><b>　　......</b></p><p>　　Se

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

92、)</p><p>　　圖2-11 差集操作后的效果</p><p>　　接下來(lái)就可以按3D鍋爐模型設(shè)計(jì)的相關(guān)材料，進(jìn)行設(shè)計(jì)了。</p><p>　　第三章 鍋爐3D模型設(shè)計(jì)</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?zé)煔獾臒崃?，?duì)于低參數(shù)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(jìn)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(yīng)力降低，可提高鍋筒的壽命。</p><p>　　3.1.2省煤器結(jié)構(gòu)</

94、p><p>　　大容量、高參數(shù)鍋爐均采用鋼管式省煤器，它是由許多并列的蛇形無(wú)縫鋼管和進(jìn)出口聯(lián)箱組成的。省煤器管用外徑為28-51mm （本次設(shè)計(jì)采用的是外徑50mm）的無(wú)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(dòng)，便于排出水中的氣體，防止管內(nèi)金屬的局部氧腐蝕。煙氣一般自上而下流動(dòng)，使煙氣與水逆向流動(dòng)，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(cuò)列布置方式時(shí)，結(jié)構(gòu)緊湊，傳熱效果好，且積灰減輕。采用順列布置時(shí)，便于吹灰，且管組懸吊簡(jiǎn)單。</p><p>　　3.1.3省煤器的布置</p><p>　　現(xiàn)代大型鍋爐常采用懸吊式省煤器。省煤器出口聯(lián)箱上的引用管既可懸吊省煤器，又可懸吊過(guò)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(shè)備的主要部件。其主要作用是：<

97、;/p><p>　　向鍋爐爐膛內(nèi)輸送燃料和空氣；</p><p>　　組織燃料和空氣及時(shí)、充分地混合；</p><p>　　保證燃料進(jìn)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(shí)，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(fēng)和二次風(fēng)。一次風(fēng)的作用是將煤粉送進(jìn)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(fēng)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(diǎn)是沿流動(dòng)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(fēng)和二次風(fēng)的后期混合比較強(qiáng)。</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(shí)，雖然是直流射流，但當(dāng)四股氣流到達(dá)爐膛中心部位時(shí)，以切圓形式匯合，形成旋轉(zhuǎn)燃燒火焰方式。同時(shí)在爐膛內(nèi)形成一個(gè)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(shè)計(jì)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(guò)旋流器時(shí)，發(fā)生旋轉(zhuǎn)，從噴口射出后即形成旋流射流。利用旋轉(zhuǎn)射流，能形成有利于著火的高溫?zé)煔饣亓鲄^(qū)，并使氣流強(qiáng)烈混合。</p><p>　　與直流射流相比，旋轉(zhuǎn)氣流同時(shí)具有向前運(yùn)動(dòng)的軸向速度和沿圓周運(yùn)動(dòng)的切向速度。這就使氣流在流動(dòng)方向上，沿軸向與切向的擾動(dòng)能力增強(qiáng)，因而氣流衰減速度比較快，射程短。旋轉(zhuǎn)氣流的主要特性表現(xiàn)為

101、旋流強(qiáng)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(guó)內(nèi)用得最多的煤粉預(yù)燃室是旋流式煤粉預(yù)燃室。其工作原理是：煤粉空氣混合物通過(guò)一次風(fēng)管經(jīng)過(guò)軸向旋流葉片，旋轉(zhuǎn)進(jìn)入帶有圓錐形進(jìn)口端蓋的圓筒形預(yù)燃室，把旋轉(zhuǎn)氣流引向圓筒形預(yù)燃室的壁面，使預(yù)燃室中心部位產(chǎn)生一個(gè)很大的回流區(qū)，把高溫?zé)煔夥聪蛞氐揭淮物L(fēng)的根部，使送入預(yù)燃室的煤粉氣流能穩(wěn)定地著火。預(yù)

102、燃室的二次風(fēng)分為兩股，主要部分為根部直流二次風(fēng)，它經(jīng)由不旋轉(zhuǎn)的直葉片進(jìn)入預(yù)燃室；另一部分為在預(yù)燃室出口附近通過(guò)直葉片或帶有旋轉(zhuǎn)傾角的葉片送入預(yù)燃室的出口二次風(fēng)。根部的直流二次風(fēng)并不會(huì)破壞預(yù)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(yù)燃室的長(zhǎng)期運(yùn)行。</p><p>　　一次風(fēng)的旋流強(qiáng)度對(duì)預(yù)燃室內(nèi)回流區(qū)和三“高區(qū)”的形成有很大的影響。過(guò)大的一次風(fēng)旋流強(qiáng)度，預(yù)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(dāng)一次風(fēng)有較小而適當(dāng)?shù)男鲝?qiáng)度時(shí)，此時(shí)煤粉比氣體有較大的軸向運(yùn)動(dòng)慣性，就使得煤粉和與煤粉一起噴出的氣體產(chǎn)生相對(duì)的分離，氣體較多地貼著預(yù)燃室的圓筒內(nèi)壁面流動(dòng)，煤粉則在回流區(qū)的邊緣附近集結(jié)，此處便形成高煤粉濃度的區(qū)域，這個(gè)區(qū)域正靠近回流區(qū)，溫度很高，達(dá)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(nèi)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(fēng)和出口二次風(fēng)的及時(shí)和分階段送入，著了火的煤粉顆粒迅速擴(kuò)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(yù)燃室內(nèi)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(guó)電站鍋爐的實(shí)踐中，證明能夠成功地燃用劣質(zhì)煙煤，貧煤和無(wú)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(yù)燃室的構(gòu)造相比大速差同軸射流直流式煤粉預(yù)燃室的構(gòu)造較復(fù)雜，在制作之前，我們認(rèn)真反復(fù)地閱讀了《鍋爐原理》中的有關(guān)內(nèi)容并在指導(dǎo)教師的指導(dǎo)下進(jìn)行了討論；主要制作的主體部件有一次風(fēng)管，一次風(fēng)旋流葉片，根部二次風(fēng)直葉片，出口二次風(fēng)旋流葉片，圓筒型預(yù)燃室，二次風(fēng)箱，預(yù)燃室出口，其中，一次風(fēng)旋流葉片和出口二次風(fēng)旋流葉片是用立方體調(diào)整參數(shù)，傾斜一定角度，然后旋轉(zhuǎn)復(fù)制而成的，而根部二次風(fēng)

106、直葉片是用布爾運(yùn)算減出來(lái)的</p><p>　　3.3過(guò)熱器和再熱器</p><p>　　3.3.1過(guò)熱器作用</p><p>　　過(guò)熱器就是將飽和蒸汽和蒸汽加熱成具有一定溫度的過(guò)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(guò)熱汽溫的因素變化時(shí)保證過(guò)熱汽溫正常，并處于允許的波動(dòng)范圍之內(nèi)。</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(jī)高壓缸的排汽在一次加熱，使其溫度與過(guò)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(jī)排汽的溫度，提高末級(jí)葉片的安全性。當(dāng)影響再熱汽溫的因素變化時(shí)，保證再熱汽溫處于正常的溫度波動(dòng)范圍之內(nèi)[18]。</p><p>　　3.3.3 300MW

108、亞臨界壓力鍋爐的過(guò)熱器系統(tǒng)</p><p><b>　　系統(tǒng)的組成與結(jié)構(gòu)</b></p><p>　　該系統(tǒng)由頂棚過(guò)熱器、包覆過(guò)熱器、低溫過(guò)熱器、分隔屏過(guò)熱器、后屏過(guò)熱器、末級(jí)高溫過(guò)熱器組成 。</p><p>　　頂棚過(guò)熱器：布置在爐膛頂部、水平煙道及轉(zhuǎn)向室的頂部，分成前后兩部分。前后爐頂管構(gòu)成爐膛的水平煙道的頂部，后部構(gòu)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(zhuǎn)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(guò)熱器二維線框圖</p><p>

110、　　包覆過(guò)熱器：布置在水平煙道的延伸側(cè)墻及底部，后煙井的前端、后墻及兩側(cè)墻上。其中延伸側(cè)墻的管徑為51mm*6.5，節(jié)距為102mm；后煙井兩側(cè)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>