利用CAD軟件輔助計算熟料庫卸空率

□□侯員偉1，陳紅建2

利用CAD軟件輔助計算熟料庫卸空率

Discharge Rate Calculation for Clinker Silo by CAD

□□侯員偉1，陳紅建2

熟料庫設計時主要考慮庫的有效儲量和投資成本，在同場地和同規格的條件下庫的投資成本基本一致，因此庫的有效儲量是設計時考慮的重要因素，而庫的有效儲量通常采用庫的卸空率來表示，卸空率為有效儲量與總儲量的比值，即

式中：η——卸空率

V1——有效儲量

V0——總儲量

多點卸料的大直徑筒式熟料庫總儲量大，在大中型水泥廠熟料庫的設計中一般多采用這種形式的熟料庫。這種庫庫底卸料點多，庫內形成死料區的錐型較復雜，熟料庫有效儲量計算沒有標準的計算公式，用傳統的數學計算方法，計算結果不夠精確，因此本文介紹一種以CAD軟件為計算平臺，根據幾何實體造型，求幾何體體積的方法，可精確求解熟料庫的有效體積和卸空率，有助于解決熟料庫設計計算問題。

1 計算條件

通常一座?45m×45m的熟料庫,庫底設三條出料廊道,其中兩側的廊道內各設5個卸料口,中間的廊道內設7個卸料口,共17個卸料口,熟料休止角35°，庫內頂部預留1m料位報警高度,存料區總高44m，庫底板厚度1.2m。具體形式如圖1、圖2所示，其中區域A為錐體部分熟料，區域B為柱體部分熟料，區域C為不可卸出部分熟料，區域D為熟料庫底板。

2 條件分析

滿庫時，庫內熟料體積由圖2中A區域、B區域和C區域共同構成,等于總儲量V0，為了計算熟料庫的卸空率，還需要求得此熟料庫滿庫時可卸出部分熟料的體積，由圖2中A區域和B區域共同構成,等于有效儲量V1，V0-V1等于死料區C的體積。因此，解決問題的關鍵就是如何獲得V0和V1的體積，下面介紹根據熟料庫實體模型求V0和V1的設計過程。

3 實體模型設計過程

3.1 V1的模型設計

（1）在CAD中先畫一個直徑45m，高度44m的圓柱體，再畫一個底面直徑?450m,錐面與水平面夾角35°的圓錐?？紤]到后面要對這兩個實體取交集，此處圓錐的大小必須能夠將?45m×45m圓柱體包含在內，但不一定選取此實例中的底面直徑? 450m。另外圓錐與水平面的夾角必須取熟料的休止角35°。然后將圓錐的頂點放置在圓柱體的上頂面中心，再對這兩個實體取交集，即可得到圖2中A+B+C+D的體積總和。

（2）然后再畫一個底面直徑450m,錐面與水平面夾角35°的向下圓錐。同樣考慮到后面要對實體取交集，此處圓錐的大小必須能夠將? 45m×45m圓柱體包含在內，但不一定選取此實例中的底面直徑?450m，圓錐與水平面的夾角仍然必須取熟料的休止角35°。接著將這個圓錐體復制17個放到如圖1所示的卸料口中心，再將這17個圓錐沿z軸方向向下移動280mm（使卸料口尺寸達到? 800mm）,然后在CAD中對這17個圓錐取并集。

（3）接著對（1）和（2）中所得到的幾何體取交集,即可得到需要的幾何體V1,外形如圖3所示。最后利用CAD中面域/質量特性查詢功能，可以查出?45m×45m的熟料庫裝滿時可卸出的熟料所占的體積V1=48433m3。

3.2 V0的模型設計

從圖2中可以看出，V0只是比V1多了死料區C部分的體積，所以只需要把死料區C部分的體積加到V1幾何體中，即可得到V0。因此，需要先設計一個?45m×20m的圓柱體，此處圓柱體的高度必須大于死料區C部分的高度，但不一定選取此實例中的20m。然后將此圓柱體的下底面中心與V1幾何體的下底面中心重合放置，接著將此圓柱體沿z軸向上移動1200mm,再對V1幾何體和此圓柱取并集，所得到的幾何體體積就是V0，外形如圖4所示。最后再利用CAD中面域/質量特性查詢功能，查出? 45m×45m的熟料庫裝滿時熟料所占的體積V0=51483m3。3.3 卸空率計算

按以上方法得到V1和V0的值以后，再由卸空率計算公式η=V1/V0，即可計算出該熟料庫的卸空率η=48433/51483×100%=94%。

4 小結

采用CAD軟件輔助計算熟料庫卸空率的方法，能精確計算卸空率，減少復雜計算，降低計算難度。該方法形象直觀，有CAD使用經驗者很容易掌握。

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趙 蓮