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用Autolisp語(yǔ)言編制絮凝一沉淀池設計程序
摘要：提出一種水處理絮凝一沉淀池設計的標準化方法，并用Autolisp語(yǔ)言編程，實(shí)現了計算機自動(dòng)設計、計算、繪圖的功能。此方法也可以推廣應用于其它水處理構筑物設計，實(shí)現設計智能化。
關(guān)鍵詞：絮凝池 Autolisp
概述
近幾年來(lái)，CAD技術(shù)已被各種門(mén)類(lèi)的廣大工程技術(shù)人員用作產(chǎn)品設計和工程設計，并作為分析和繪圖的有效工具，實(shí)現產(chǎn)品和工程設計的自動(dòng)化。CAD技術(shù)把計算機的快速、準確的特點(diǎn)和設計者的邏輯思維及綜合能力結合起來(lái)，可以加速設計進(jìn)程�？s短設計周期、提高設計質(zhì)量。筆者將AutoCAD內嵌的Autolisp語(yǔ)言應用于水處理構筑物的設計。以柵條式水力絮凝一平面圖設計為例，說(shuō)明如何充分利用Autolisp的計算功能，使計算結果即可用于繪圖，實(shí)現快速、高效、智能化設計的繪圖工作。
1 數學(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《給水排水設計手冊》進(jìn)行的，這種方法在實(shí)際計算時(shí)是可行的，但存在以下幾個(gè)問(wèn)題：①以流速v作為設計參數存在不合理性，水力攪拌絮凝池是通過(guò)水力作用（同時(shí)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)；②進(jìn)行流速參數重新選用時(shí)，原先的計算全部作廢，故計算效率降低；③如用計算機計算，以往的設計軟件沒(méi)有自動(dòng)調整參數的功能，需人為干預。
針對上述情況，筆者提出一種有利于計算機實(shí)現的標準化設計方法，稱(chēng)之為能耗分配法，程序步驟如下所述：
�、俑鶕O計流量，選擇合適的絮凝池池型；
�、谳斎胛ㄒ坏脑O計參數，即絮凝時(shí)間t，t可根據《給水排水設計手冊》或生產(chǎn)經(jīng)驗確定，對水力柵條絮凝池，t=8～15 min；
�、鄹鶕㭎＝α·t，計算絮凝池總水頭損失H。其中α為單位反應時(shí)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(shí)間之間的關(guān)系。該公式的理論基礎是：由速度梯度G值的計算公式式（l），因為γ、μ均為常數，要保證G值在一定范圍內，h／t必為一定范圍內的值，根據生產(chǎn)實(shí)踐數據，平均G值大致40～50 S-1較合適，經(jīng)過(guò)計算：
α＝h／t＝1.0～1.5cm／min；
速度梯度C的計算公式：
G＝［（γ/μ）×（h/t）］0.5 (1)
式中：G——速度梯度，S-1；
γ——水的重度，N／m3；
h——絮凝池水頭損失，m；
μ——動(dòng)力粘性系數，Pa·s；
t——絮凝時(shí)間，S。
�、苣芎姆峙洌汗P者根據相關(guān)文獻新型絮凝池的水頭損失與絮凝時(shí)間之間的關(guān)系，繪出如圖1曲線(xiàn)。
其中Xi=ti／t，ti表示絮凝歷時(shí)；
yi=hi／h，hi表示由t＝0到t＝ti這段時(shí)間內的累計水頭損失；
設曲線(xiàn)方程為 y＝x／（ax＋b），整理得：
1/y=a b/x
作直線(xiàn)擬合，求得系數a≈0.8，b≈0.2故得到能耗分配公式：
y＝x／（0.8x＋0.2） （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(wú)因次累計絮凝歷時(shí)，y為無(wú)因次累計水頭損失。通常將絮凝池分為三段，則三段的水頭損失分別為：
h1＝y1·h
h2＝（y2－y1）·h �。�3）
h3＝（y3－y2）·h
�、葸x定每段柵條板層數ni，計算出一層柵條板的水頭損失h0i；及相應的開(kāi)孔率εi；
h0i＝hi／ni； （4）
并由水頭損失計算公式（式5）計算開(kāi)孔率（式6）： 2
式中 v——空室流速，m／s；
V1——水流通過(guò)柵條的流速，簡(jiǎn)稱(chēng)過(guò)柵流速，m／s；
g——重力加速度，m／s2。
�、扌：薌、GT值：由于在進(jìn)行設計之前，G值和GT值已考慮在合理范圍內，故這一步計算后整個(gè)計算過(guò)程結束。
上述水力絮凝池計算的能耗分配法從能量損失的觀(guān)點(diǎn)出發(fā)，充分考慮了能耗適應絮體成長(cháng)的需要，編成計算機程序也是十分方便的。以往在進(jìn)行水處理構筑物設計的時(shí)候，由于各個(gè)設計者所選參數的不同，因此計算結果會(huì )有較大差異；而采用上述方法，用計算機進(jìn)行設計的時(shí)候，如果不是有意識地人為干預參數的選擇，其計算結果將是唯一的，這就是標準化設計的優(yōu)越性。
1.2 絮凝池平面布置標準化
根據水力計算結果，即可進(jìn)行平面布置，同樣以柵條絮凝池設計為例，如下所述：
�、俑鶕髁看笮�，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；
�、诟鶕㑇＝Q·t，計算出絮凝池體積V；
�、鄹鶕嗀＝V／H（H為絮凝池高度基本為定值，由后續斜管高
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