1 前言 隧道窯的結構設計決定隧道窯的先進性，合理的隧道窯設計有助于降低能耗，提高熱效率，保證陶瓷產(chǎn)品的質(zhì)量[1]。遂道窯的設計過程非常繁雜，涉及眾多熱工參數(shù)和熱工計算機公式，設計相應計算機軟件以提高遂道窯設計效率是必要的。相關軟件較少，如用QBASIC編寫熱工計算軟件包，功能單一，基于DOS環(huán)境下運行，與當前普遍應用的Windows操作系統(tǒng)不適應[2]。本文結合面向?qū)ο蟪绦蛟O計思想，采用Windows環(huán)境下數(shù)據(jù)庫語言編程語言一Visual FoxPro開發(fā)出隧道窯結構設計計算機軟件，該軟件能夠為隧道窯設計過程提供經(jīng)驗參數(shù)和窯爐結構計算，可直接編譯成Windows應用程序，產(chǎn)生各種結果數(shù)據(jù)庫，圖形界面，鼠標操作，為隧道窯設計人員提供了較大便利。
2 隧道窯結構設計內(nèi)容[1] 2.1 窯體主要尺寸及結構的計算 包括隧道容積的計算，窯內(nèi)容納窯車數(shù)計算，窯的產(chǎn)量計算，窯長、內(nèi)寬、內(nèi)高的確定，窯體材質(zhì)、厚度的研究及散熱量的計算，燃燒室容積的計算。 2.2 燃料燃燒及燃燒設備的計算 包括空氣量、煙氣量及煙氣組成的計算，燃燒溫度的計算，熱平衡計算（熱平衡計算分為二部分：一部分是預熱帶和燒成帶的平衡，計算每小時的燃料消耗量；另一部分為冷卻帶的熱平衡，計算冷空氣鼓入量和熱風抽出量）。 2.3 通風設備及其它附屬設施計算 在設計窯爐時，根據(jù)窯爐的物料及熱平衡結果確定空氣管道、煙道、煙囪及燃燒室內(nèi)的尺寸及風機選型數(shù)據(jù)。 隧道窯設計必須有一些已知和數(shù)據(jù)，即原始資料。原始資料的懼包括：生產(chǎn)任務、產(chǎn)品和種類和規(guī)格、工作日、成品率、燃料和種類及組成、坯體入窯水分、原料的組成、燒成制度、窯型的選擇等數(shù)據(jù)。這些原始數(shù)據(jù)可采集現(xiàn)在運行成功的隧道窯數(shù)據(jù)，保存到數(shù)據(jù)庫中供設計者參考，也可由設計者直接輸入。 隧道窯的設計計算工作量相當繁重，具體計算公式在交獻[1]中。
3 系統(tǒng)分析和設計 3.1 系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫設計 3.1.1 系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫組成 以關系規(guī)范化理論為指導，采用模型分解方法優(yōu)化關系模型，將概念模型轉(zhuǎn)化為關系模式，建立系統(tǒng)的關系數(shù)據(jù)庫[3]。系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫主要有： （1）隧道窯 包含窯車，窯門，窯頂，窯墻，預熱帶窯墻材質(zhì)，燒成帶窯墻材質(zhì)，冷卻帶窯墻材質(zhì)及各種選型結果表。 （2）燃燒計算 包含干空氣參數(shù)燃燒K值，高溫系統(tǒng)，隔熱材料參數(shù)，建筑材料參數(shù)，煙氣參數(shù)，燃燒比熱及各種計算結果表。 （3）燃燒裝置 包含煤氣燒嘴，油燒嘴，燃燒能力，燃燒室參數(shù)等數(shù)據(jù)表。 （4）熱平衡 包含熱平衡參數(shù)，平衡計算結果表。 3.1.2 系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫的物理設計 根據(jù)系統(tǒng)分析的結果，確定所有數(shù)據(jù)庫的名稱，所含字段的名稱，類型和寬度。為方便輸入和計算，字段類型同意為字符型，在使用時根據(jù)情況利用函數(shù)轉(zhuǎn)換。根據(jù)所建數(shù)據(jù)表的用途，把數(shù)據(jù)表分問三類，分別為儲存經(jīng)驗數(shù)據(jù)的表、儲存參數(shù)的表和結果表，存放到響應數(shù)據(jù)庫中。儲存經(jīng)驗數(shù)據(jù)的表，主要為瀏覽和快速選型做準備，這類表如窯車，煤氣燒嘴等，儲存參數(shù)的表。主要是為計算過程中選擇參數(shù)做準備，這類表如空氣參數(shù)。熱平衡參數(shù)等；如果表僅僅是作為一種結構，不輸入數(shù)據(jù)。為以后儲存計算結果和中轉(zhuǎn)數(shù)據(jù)作準備，如熱平衡結果，選型結果土窯門，窯車等。 3.2.1 系統(tǒng)功能模塊 系統(tǒng)主要功能模塊有住程序。選型、計算、資料結果查詢、打印、幫助和推出等（見圖1），其中燃燒計算和熱平衡計算子模塊調(diào)用三個次一級模塊，實現(xiàn)三種方法的計算。 3.2.3 系統(tǒng)界面設計 Visual FoxPro支持面向?qū)ο罂梢暬潭仍O計（OOP），可設計出與Windows風格完全相同，界面友好的應用程序；VisualFoxPro的各種界面設計器，為擁護開發(fā)系統(tǒng)提供了方便的手段[4]。本軟件擁護界面設計包括：系統(tǒng)窗口、選型、燃燒和熱平衡計算窗口、資料結果查詢窗口、打印輸出，出錯處理窗口等部分的內(nèi)容。打印截面用報表設計器實現(xiàn)。利用messsage()函數(shù)設計出錯界面，其他穿口用表單設計器完成。在表單中添加控件及響應時間代碼實現(xiàn)程序功能[4]。
4 系統(tǒng)特點及使用 4.1 系統(tǒng)特點 4.1.1 可靠性 （1）在燃燒計算中。通過書瑞參考文獻[5]。P246例4-2中數(shù)據(jù)，得到結果與書中數(shù)據(jù)相符（如圖2）。 （2）在熱平衡計算中，通過輸入?yún)⒖嘉墨I[1]P66例1-11中數(shù)據(jù)，得到結果與書中數(shù)據(jù)相符。 4.1.2 先進性 （1）在窯墻散熱計算，求解多層平壁的導熱時，須假設交界面溫度，計算熱流值，再檢驗交界面溫度是否正確。系統(tǒng)設計專門程序處理，輸出參考文獻[5]k P79例2-2的數(shù)據(jù),得到結果與書中數(shù)據(jù)相符。 （2）系統(tǒng)中設計許多選項卡，適應設計者的不同情況。在熱平衡和燃燒計算中，除提供大量的熱工參數(shù)外，都有三種計算方法供用戶選擇。數(shù)據(jù)計算利用內(nèi)存變量文件作為過渡文件，在程序運行過程中自動創(chuàng)建和刪除，避免產(chǎn)生大量的臨時文件，節(jié)省存儲空間，同時提高運行速度。 （3）設計強有力的出錯處理機械，用戶在輸入原始數(shù)據(jù)時值 自動驗證，在計算前自動判斷輸入數(shù)據(jù)是否齊全，如出錯，彈出警告對話框。 4.1.3 交互性 系統(tǒng)可直接編為Windows應用程序，雙擊程序圖標，可啟動系統(tǒng)，出現(xiàn)登錄窗口，輸入密碼后，出現(xiàn)系統(tǒng)菜單，拉出各主菜單，選擇相應子菜單完成各功能。
5 軟件運行實例 為了驗證該軟件運行結果的正確性，以文獻[1]中第59頁例題1-7為實例進行了驗算。 5.1 軟件運行原始資料 其原始資料為：設計一條年產(chǎn)衛(wèi)生瓷7萬大件的隧道窯。 年產(chǎn)量：7萬大件/年，每件產(chǎn)品的質(zhì)量為10kg; 年工作日：350天/年； 成品率：90% 燃料：城市煤氣，QD=15500dj/m 制品入曲線：20-970℃，8h 1280℃,1.2h; 1280-80℃,12.5h; 最高燒成溫度：1280℃，燒成周期：25h 窯車（長*寬）：1.5m*0.87m 半截制品：55kg/車 5.2 軟件運行過程和結果 程序啟動后，出現(xiàn)主菜單，先使用“選型”菜單，用戶依次選擇窯型、窯門、窯車、窯墻、窯頂材質(zhì)、窯頂結構子菜單調(diào)用各設計宣傳品按照屏幕上的提示，逐項輸入相應原始數(shù)據(jù)，單擊“確定”可將數(shù)據(jù)存入選型數(shù)據(jù)庫中。系統(tǒng)對知基都提供了多種經(jīng)驗數(shù)據(jù)供用用戶選擇。本例子用戶僅需輸入窯車尺寸，其它可在經(jīng)驗數(shù)據(jù)中選取。 用戶再使用“計算”菜單，選擇“燃燒計算”，用戶可根據(jù)（１）書籍燃料組成，（２）書籍燃料類型和低位發(fā)熱量，（３）僅知燃料類型等三種情況分別計算。本例中應選第（２）項輸入Ｑd，空氣救災物資系數(shù)a=1.29,程序計算出理論和實際煙氣量，自動進入燃燒溫度的計算窗口，用戶輸入煙氣、煤氣比熱計算理論和實現(xiàn)燃燒溫度。 選擇“熱功當量平衡計算”，用戶也可根據(jù)（１）單位產(chǎn)品熱耗，（２）經(jīng)驗公式，（３）熱功當量平衡計算等三種情況選擇計算單位燃料消耗量和熱功當量平衡。本例選第（３）種方法，計算結表１。接著系統(tǒng)提示“是否進入燃燒室內(nèi)設計計算”，背地里擊“是”，助記詞可從經(jīng)驗數(shù)據(jù)庫中選取，也可直接計算。按文獻［１］第７２頁例１－１３，燒嘴選型用經(jīng)驗參數(shù)，燃燒室尺寸計算得出結果如圖２�！ �“查看”菜單項可查看所有經(jīng)驗數(shù)據(jù)庫和選型結果，通過“打印”菜單項將各種選型結果和計算結果打印出來。
6 結束語 本系統(tǒng)涵蓋隧道窯結構設計的絕大部分內(nèi)容，如設備選型，熱平衡計算，燃燒計算。經(jīng)驗證該系統(tǒng)界面友好，振作簡便，使用穩(wěn)定可靠，運算速度較快。該系統(tǒng)可使隧道窯設計人面擺脫繁瑣的查表和計算，迅速便捷完成隧道窯結構設計。系統(tǒng)也有一些有待完善的地方，如在進行窯車散熱計算時，嚴格來說應采用不穩(wěn)定導熱的方法，系統(tǒng)彩經(jīng)驗數(shù)據(jù)。系統(tǒng)中也未包含煙道設計，這些在以后工作中需要完善。
