個(gè)有約 束單目標(biāo)函數(shù)的優(yōu)化設(shè)計(jì)問(wèn)題，其優(yōu)化計(jì)算的數(shù)學(xué)模型可表示為：
[0115]
(12)
[0116] 最后解出每一塊導(dǎo)流板水平方向的傾斜角度A，相鄰兩塊導(dǎo)流板之間的平行距離 1以及每一塊導(dǎo)流板長(zhǎng)度L。從而也可得到導(dǎo)流板的實(shí)際個(gè)數(shù)。
[0117] 舉一個(gè)實(shí)施例：
[0118] 蒸汽吸風(fēng)裝置內(nèi)部用于安裝導(dǎo)流板的寬度B及高度H分別為：
[0119]B=960mm,H=650mm;
[0120] 隨后，取液滴下落的速度差值限幅：
[0121] ^5. 96m/s
[0122] 2=1. 08m/s
[0123] 隨后，利用式（12)所示的優(yōu)化計(jì)算的數(shù)學(xué)模型，運(yùn)用MATLAB軟件，計(jì)算出滿足相 關(guān)約束條件下，使得材料消耗最少的最優(yōu)解導(dǎo)流板傾斜角度A=40°、相鄰兩塊導(dǎo)流板之間 的平行距離l=80mm以及每一塊導(dǎo)流板長(zhǎng)度L=300mm;
[0124] 隨后，將相關(guān)數(shù)據(jù)代入式（3)可求得滿足寬度方向約束條件的導(dǎo)流板的個(gè)數(shù) nB=2. 97,根據(jù)實(shí)際情況，應(yīng)取導(dǎo)流板的個(gè)數(shù)為3個(gè)；
[0125] 隨后，將所得到的相關(guān)數(shù)據(jù)代入式（6)可求得滿足高度方向約束條件的導(dǎo)流板個(gè) 數(shù)nH=2. 80,根據(jù)實(shí)際情況，應(yīng)取導(dǎo)流板的個(gè)數(shù)為3個(gè)，綜合寬度方向的限制條件，取導(dǎo)流板 的個(gè)數(shù)為3個(gè)；
[0126]這樣，就得到了導(dǎo)流板內(nèi)部結(jié)構(gòu)的主要參數(shù)：導(dǎo)流板傾斜角度A=40°、相鄰兩塊 導(dǎo)流板平行間距l(xiāng)=80mm以及導(dǎo)流板長(zhǎng)度L=300mm、導(dǎo)流板的個(gè)數(shù)為3個(gè)。
[0127] 最后，利用本發(fā)明所述相關(guān)方法計(jì)算得到的數(shù)據(jù)進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)實(shí)驗(yàn)的測(cè)試，取得了很 好的效果，證明了本發(fā)明的實(shí)用性和有效性。
[0128] 本發(fā)明所述的冷軋鍍錫機(jī)組工藝段開(kāi)放環(huán)境下蒸汽吸風(fēng)裝置，有效地解決了原吸 風(fēng)罩引起的帶鋼表面缺陷和廠房?jī)?nèi)蒸汽彌漫等問(wèn)題，提高了帶鋼表面質(zhì)量，改善了工作環(huán) 境。
[0129]本技術(shù)領(lǐng)域中的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)認(rèn)識(shí)到，以上的實(shí)施例僅是用來(lái)說(shuō)明本發(fā)明的 目的，而并非用作對(duì)本發(fā)明的限定，只要在本發(fā)明的實(shí)質(zhì)范圍內(nèi)，對(duì)以上所述實(shí)施例的變 化、變型都將落在本發(fā)明的權(quán)利要求的范圍內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種冷社鍛錫機(jī)組工藝段開(kāi)放環(huán)境下蒸汽吸風(fēng)裝置，其特征在于包含： 吸風(fēng)罩（20 )，其是由頂板（5 )及頂部分別與頂板（5 )的各邊部連接的前側(cè)板（4)，后側(cè) 板（1)，左側(cè)板（2)，右側(cè)板（6)組成的上小下大的梯形罩，頂板（5)上開(kāi)設(shè)一個(gè)風(fēng)孔； 唇環(huán)（3)，為吸風(fēng)口，固定于頂板（5)風(fēng)孔的上方； 4個(gè)導(dǎo)輪（8)，分別安裝在一個(gè)導(dǎo)輪牛腿（7)上，導(dǎo)輪牛腿（7)分別固定在所述左側(cè)板 (2)及右側(cè)板（6)的底部?jī)蓚?cè)； 兩側(cè)筋板組（1〇、11)，結(jié)構(gòu)相同，處于吸風(fēng)罩（20)內(nèi)前后兩側(cè)，每側(cè)筋板組包含相互平 行并等距的數(shù)塊筋板，每側(cè)數(shù)塊筋板分別焊接在吸風(fēng)罩內(nèi)的前側(cè)板（4)與后側(cè)板（1)上，每 塊筋板上帶有凹槽，并固定有導(dǎo)流板固定梁； 數(shù)個(gè)導(dǎo)流板（9)，分別安裝在所述兩側(cè)筋板組（10、11)的每個(gè)筋板的凹槽內(nèi)呈傾斜狀 態(tài)； 兩個(gè)液滴收集管（12)，分別安裝在前側(cè)板（4)和后側(cè)板（1)的底部，每個(gè)液滴收集管 (12)的入口分別與固定在兩側(cè)筋板組上的最低部的導(dǎo)流板尾部連接，收集導(dǎo)流板上的液 滴，集中排放。2. 如權(quán)利要求1所述的冷社鍛錫機(jī)組工藝段開(kāi)放環(huán)境下蒸汽吸風(fēng)裝置，其特征在于： 所述導(dǎo)流板是葉片狀板，上部焊接有掛鉤（91 )，掛在每塊筋板的所述導(dǎo)流板固定梁上， 下部帶有安裝孔（92)，通過(guò)該安裝孔（92)用螺栓與筋板固定，兩側(cè)最上方的導(dǎo)流板有交 叉，對(duì)頂部進(jìn)行全面遮蓋。3. 如權(quán)利要求1所述的冷社鍛錫機(jī)組工藝段開(kāi)放環(huán)境下蒸汽吸風(fēng)裝置，其特征在于： 所述每塊導(dǎo)流板（9)的長(zhǎng)度設(shè)為以傾斜角度設(shè)為A，兩側(cè)導(dǎo)流板（9)布置在帶鋼兩側(cè)， 每側(cè)相鄰的兩塊導(dǎo)流板是平行的，平行間距設(shè)為1。4. 如權(quán)利要求3所述的冷社鍛錫機(jī)組工藝段開(kāi)放環(huán)境下蒸汽吸風(fēng)裝置，其特征在于： 所述每塊導(dǎo)流板（9)的長(zhǎng)度以傾斜角度AW及每側(cè)相鄰兩塊導(dǎo)流板的平行間距1由W 下計(jì)算過(guò)程得到： 所述吸風(fēng)罩內(nèi)部用于安裝導(dǎo)流板的高度H和寬度B是定數(shù)； 首先，根據(jù)寬度方向的限制條件，計(jì)算出當(dāng)前尺寸下，所需導(dǎo)流板的最少個(gè)數(shù)％ : 根據(jù)導(dǎo)流板的角度和長(zhǎng)度，計(jì)算出每一塊導(dǎo)流板在寬度方向上的投影距離Lb,Lc如式 (1)所示： Lb=LcosA (1) 式中，L為每一塊導(dǎo)流板長(zhǎng)度，A為每一塊導(dǎo)流板水平方向的傾斜角度； 任意兩塊相鄰導(dǎo)流板在寬度方向的投影存在著重復(fù)部分，其重復(fù)寬度1b如式（2)所 示： lB=lsinA (2) 式中，1為相鄰兩塊導(dǎo)流板的平行間距；A為每一塊導(dǎo)流板水平方向的傾斜角度； 為使水滴不滴落在帶鋼上，導(dǎo)流板的相關(guān)參數(shù)應(yīng)滿足如下約束條件： nB*LB-(riB-l) 1b>B/2 (3) 式中：％為根據(jù)寬度方向的限制條件，計(jì)算出當(dāng)前尺寸下的導(dǎo)流板最少個(gè)數(shù)；Lc為每一 塊導(dǎo)流板在寬度方向的投影距離山為相鄰兩塊導(dǎo)流板在寬度方向投影的重復(fù)寬度；B為 吸風(fēng)罩內(nèi)用于安裝導(dǎo)流板的寬度； 隨后，根據(jù)高度方向的限制條件，計(jì)算出當(dāng)前尺寸下，所需導(dǎo)流板的最少個(gè)數(shù)％: 根據(jù)導(dǎo)流板的角度和長(zhǎng)度，計(jì)算出每一塊導(dǎo)流板在高度方向上的投影距離Lh，Lh如式 (4)所示： Ln=LsinA (4) 式中，L為每一塊導(dǎo)流板長(zhǎng)度，A為每一塊導(dǎo)流板水平方向的傾斜角度； 任意相鄰兩塊導(dǎo)流板之間存在著平行間距，其在高度方向的投影距離1h如式（2)所 示： 1h=1cosA (5) 式中，1為相鄰兩塊導(dǎo)流板的平行間距；A為每一塊導(dǎo)流板水平方向的傾斜角度； 為使導(dǎo)流板所需的尺寸不超過(guò)設(shè)備的許可高度，導(dǎo)流板的相關(guān)參數(shù)應(yīng)滿足如下約束條 件： 咱化11+(咕-1)1? > H (6) 式中：％為根據(jù)高度方向的限制條件，計(jì)算出當(dāng)前尺寸下的導(dǎo)流板最少個(gè)數(shù)；Lh為每一 塊導(dǎo)流板在高度方向的投影距離；1h為相鄰兩塊導(dǎo)流板之間的平行距離在高度方向的投影 距離巧為吸風(fēng)罩內(nèi)用于安裝導(dǎo)流板的高度； 為使寬度方向和高度方向均沒(méi)有水滴滴落在運(yùn)行中的帶鋼上，導(dǎo)流板的實(shí)際個(gè)數(shù)應(yīng)取 為郵，％中的大者； 為使結(jié)露后液滴從上一塊導(dǎo)流板滴落至下一塊導(dǎo)流板時(shí)不姍落到導(dǎo)流板外，液滴從上 一塊導(dǎo)流板滴落時(shí)的初始速度V。與滴落到下一塊導(dǎo)流板之前的末速度Vi間的速度差應(yīng)滿 足式（7); VV〇《目1 (7) 同時(shí)，為使液滴在導(dǎo)流板上不造成液滴聚集而向外溢出，液滴從上一塊導(dǎo)流板滴落時(shí) 的初始速度V。與滴落到下一塊導(dǎo)流板之前的末速度Vi間的速度差還應(yīng)滿足式（8); Vi_V〇 > 目2 (8) 其中，目1，目2為液滴下落的速度差值限幅，該是經(jīng)驗(yàn)值，目1為5.5-6. 5m/s，目2為 0.8-1.2m/s； 為了便于分析，假設(shè)液滴從上一塊導(dǎo)流板上下落時(shí)的初始速度V〇=〇,根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)原理， 得到液滴到達(dá)下一塊導(dǎo)流板時(shí)的末速度Vi:(9) 其中，g為重力加速度； 根據(jù)式（7) - (9)可得到相鄰兩塊導(dǎo)流板平行間距1的約束條件：(10) 設(shè)備設(shè)計(jì)過(guò)程中應(yīng)W所消耗的材料最省為目標(biāo)進(jìn)行優(yōu)化，其目標(biāo)函數(shù)如式（11)所示： minf(X)=max(咕,咕)禮 (11) 綜合式（1) - (11)，可W將一個(gè)機(jī)械設(shè)計(jì)類的問(wèn)題轉(zhuǎn)化為一個(gè)有約束單目標(biāo)函數(shù)的優(yōu) 化設(shè)計(jì)的問(wèn)題，其優(yōu)化計(jì)算的數(shù)學(xué)模型表示為：(12) 最后，解出每一塊導(dǎo)流板水平方向的傾斜角度A,相鄰兩塊導(dǎo)流板之間的平行距離1W及每一塊導(dǎo)流板長(zhǎng)度L同時(shí)也得到導(dǎo)流板的實(shí)際個(gè)數(shù)。
【專利摘要】一種冷軋鍍錫機(jī)組工藝段開(kāi)放環(huán)境下蒸汽吸風(fēng)裝置，解決現(xiàn)有裝置不能有效排除蒸汽的問(wèn)題，其包含：吸風(fēng)罩，是上小下大的梯形罩，頂板上開(kāi)風(fēng)孔；唇環(huán)，為吸風(fēng)口，固定于風(fēng)孔上方；兩側(cè)筋板組，每側(cè)筋板組包含相互平行并等距的數(shù)塊筋板，每側(cè)筋板分別焊接在吸風(fēng)罩內(nèi)的前、后側(cè)板上；數(shù)個(gè)導(dǎo)流板，分別安裝在兩側(cè)筋板組的每個(gè)筋板上呈傾斜狀態(tài)，其是葉片狀板，上部用掛鉤掛在筋板上，下部用螺栓與筋板固定，兩側(cè)最上方的導(dǎo)流板有交叉；兩個(gè)液滴收集管，安裝在前、后側(cè)板底部，其入口分別與兩側(cè)最低部的導(dǎo)流板尾部連接，收集液滴。本裝置能有效地避免吸風(fēng)過(guò)程中蒸汽凝結(jié)滴落到帶鋼表面引起帶鋼表面缺陷的現(xiàn)象發(fā)生，提高了帶鋼的表面質(zhì)量，有利于環(huán)保。
【IPC分類】B08B15/02
【公開(kāi)號(hào)】CN104923537
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201410109760
【發(fā)明人】楊耕, 王晨翀, 左成偉, 史建華
【申請(qǐng)人】寶山鋼鐵股份有限公司
【公開(kāi)日】2015年9月23日
【申請(qǐng)日】2014年3月21日