用autolisp語言編制絮凝一沉淀池設(shè)計程序

1、. 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)計的標準化方法，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)

2、計。以柵條式水力絮凝一沉淀池平面圖設(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準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：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）達到使絮體并大的目的，絮凝效果只與有效能耗直接相關(guān)；進行流速參數(shù)重新選用時，原先的計算全部作廢，故計算效率降低；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

3、利于計算機實現(xiàn)的標準化設(shè)計方法，稱之為能耗分配法，程序步驟如下所述：根據(jù)設(shè)計流量，選擇合適的絮凝池池型；輸入唯一的設(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=815 min；根據(jù)ht，計算絮凝池總水頭損失H。其中為單位反應(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、均為常數(shù)，要保證G值在一定范圍內(nèi)，ht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4050 S-1較合適，經(jīng)過計算：ht1.01.5cmmin；速度梯度C的計算公式：G（/）（h/t）0.5(1)式

4、中：G速度梯度，S-1；水的重度，Nm3；h絮凝池水頭損失，m；動力粘性系數(shù)，Pas；t絮凝時間，S。能耗分配：筆者根據(jù)相關(guān)文獻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=tit，ti表示絮凝歷時；yi=hih，hi表示由t0到tti這段時間內(nèi)的累計水頭損失；設(shè)曲線方程為 yx（axb），整理得：1/y=a+b/x作直線擬合，求得系數(shù)a0.8，b0.2故得到能耗分配公式：yx（0.8x0.2）   （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

5、損失分別為：h1y1hh2（y2y1）h（3）h3（y3y2）h選定每段柵條板層數(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i；  h0ihini；   （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，ms；V1水流通過柵條的流速，簡稱過柵流速，ms；g重力加速度，ms2。校核G、GT值：由于在進行設(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

6、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，這就是標準化設(shè)計的優(yōu)越性。1.2 絮凝池平面布置標準化根據(jù)水力計算結(jié)果，即可進行平面布置，同樣以柵條絮凝池設(shè)計為例，如下所述：根據(jù)流量大小，選用已事先標準化的池型，例如采用30格模式（昆山模式）、18 格模式（洪湖模式）等多種標準形式；根據(jù)VQt，計算出絮凝池體積V；根據(jù)AVH（H為絮凝池高度基本為定值，由后續(xù)斜管沉淀池高度確定），計算絮凝池面積A，然后根據(jù)所選池型的不同，計算單格面積a=An（n為格數(shù)）；確定單格的

7、平面尺寸；其它各種尺寸和參數(shù)均按預(yù)先標準化的設(shè)計池型進行計算和繪圖。綜上所述，將絮凝池的平面布置設(shè)計標準化后，可以很方便地用Autolisp語言實現(xiàn)，所編程序也十分簡潔。1.3 沉砂池、沉淀池設(shè)計的標準化沉砂池、沉淀池的設(shè)計計算采用手冊中的方法，平面布置應(yīng)考慮與絮凝池的銜接，這樣即可得到標準化池型。 2 設(shè)計計算軟件基于以上思想筆者設(shè)計了一1個集設(shè)計、繪圖于一體的柵條絮凝一斜管沉淀池的程序，用Autolisp語言編寫，該程序只需輸入設(shè)計流量和絮凝時間，其余計算和繪圖則均由計算機自動完成，程序運行后輸出平面布置圖和計算結(jié)果。參數(shù)輸入亦可通過人機對話的形式進行。2.1 主程序框圖該程序由幾個子程序構(gòu)成，主程序框圖如圖2。2.2 程序的操作該程序只需輸入流量Q和絮凝時間t，就可以輸出相應(yīng)的參數(shù)和絮凝沉淀池平面圖。3 結(jié)語在水處理工程設(shè)計計算中，傳統(tǒng)算法都是先進行參數(shù)的選取，參數(shù)選擇的范圍較大，選取得是否合理依賴于設(shè)計者的經(jīng)驗。本設(shè)計采用了一種標準化的方法，減少參數(shù)的選擇，并使計算過程一步完成。此方法可推廣到其它水處理構(gòu)筑物的設(shè)計中，必將大大簡化計算過程。所編程序既能用計算機設(shè)計計算，也能通過人機對話設(shè)計計算