连续搅拌反应釜系统的设计与仿真分析

连续生产反应釜的设计连续生产反应釜的设计摘要：通过优化，将原间歇操作的反应釜设计成了可以连续生产的反应釜，大大加强了装置的生产能力，简化了生产流程，降低了劳动强度。

关键词：连续反应釜反应釜是一种或多种物料在内进行物理或化学反应的容器，广泛用于石油、化工、医药、食品、橡胶等行业，反应釜的能力直接决定着装置的生产能力和生产质量。

反应釜由釜体、传热装置、搅拌器、传动装置、轴封装置、支撑等构成，通过优化设计，可以大大增强反应釜的效能。

下面以某聚醚生产线的反应釜设计做一说明。

聚醚反应釜内由几种物料在一定温度、压力下充分反应生成聚醚，物料有剧毒且易燃易爆，对反应条件的控制要求较高。

原生产线的聚醚反应釜采用常规设计，只能在几种物料加注反应完成后，放出成品，再进行下一釜反应的操作。

生产效率较低，工人劳动强度大，不能达到年产量的要求。

为了达到连续生产的目标，要求将反应釜设计成能连续操作的型式，为此进行了如下设计。

要想达到连续生产的目的，就要使几种物料在釜内形成反应流程，在到达出口前就完成反应。

为此需有良好的搅拌驱动力，使几种物料迅速反应，并沿正确的路线走向出口，且能迅速带走反应生成的热量，精确控制反应的温度。

反应釜换热能力的大小决定了釜的生产能力，换热能力取决于三个因素：传热系数、换热面积、换热温差。

对外夹套而言，釜体壁厚是影响传热的主要原因。

首先需设计出满足反应温度、压力条件下的釜体，根据压力容器内压力、温度计算出釜体初始壁厚，再根据夹套的压力用外压计算校核釜体壁厚。

较厚的釜体会减小换热速率，为满足快速带走反应热的要求，在夹套内设置了螺旋导流板，使导热液不走短路，强化了换热速度。

同时，导流板又对内筒壁进行了外压加强，减小了内筒壁厚，增加了传热速率。

连续法生产又要求整个釜体都需冷却，为此夹套将包括上封头的整个釜体包裹，仅留下必要的进出口管和搅拌装置连接件，从而增大了换热面积。

而搅拌器的剧烈搅拌又会对内筒和夹套的连接部分造成损害，为此又在夹套中部增加了和筒体的连接件，保证了釜在操作时的稳定性。

计算机控制技术课程设计专业：自动化班级：动201302姓名：邓笛学号：2指导教师：姜香菊兰州交通大学自动化与电气工程学院2016 年 07 月 15 日化工车间反应釜的温度控制系统设计1课程设计目的反应釜内的温度控制是化工生产过程的中心环节，目的是保证反应过程的产物达到一定质量和控制要求。

由于温度能较好地测量与分析，并且能够一定程度上反映出釜内反应过程，所以选用温度为间接参数是最有效的方法。

针对本次设计要求，是以实现小型实用反应釜的控制系统为目标，主要目的就是要实现温度的智能控制。

2设计方案及原理反应釜温度控制原理反应釜主要是在罐内装入物料，使物料在其内部进行化学反应。

为了测量釜内的温度，在罐内装有钢制的温度计套管，可将温度计或温度传感器放入其中。

在进行化学之前，先将反应物按照一定的比例进行混合，然后与催化剂一同投入反应釜内，在反应釜底部通过电阻丝加热，进而提高反应釜内的温度（升温阶段），通过搅拌使物料温度均匀，当釜内温度达到预定的温度时，保持一定时间的恒温以使化学反应正常进行（恒温阶段）。

总体方案设计本次设计的要求是系统的测温范围为0~100℃，升温结束阶段向恒温阶段切换时的超调量不超过5℃。

恒温阶段的控制精度要求绝对误差不超过±2℃。

通过研究反应釜的结构和工作原理，选用温度作为控制参量，在工业生产过程中，为了保证生产正常进行，工艺要求釜底温度维持在给定值上下，或在某一小范围内变化，所以直接选取釜底温度为被控参数。

单回路控制系统原理框图如图1所示：图1 单回路控制系统原理框图单闭环基本控制原理为: 传感器将实时测量的反应釜的温度值传送到控制器的中央控制单元, 采样值与温度设定值同时送入算法子程序进行运算得到输出控制量, 输出控制量通过固态继电器( 执行器) 作用到加热电阻丝上,通过控制一个时间段内加热电阻丝的通断时间来控制加热功率。

对于工业生产中的温度控制有较大的时间延迟，采用常规的PID算法控制往往不能得到理想的控制效果，通常系统伴有较大的超调以及较长的调整时间，所以本次设计采用积分分离式PID控制算法对系统进行控制，它除了具有常规PID 控制的优点外, 还能克服对象的容量滞后, 减小动态偏差, 提高系统的稳定性, 并显着降低被调量的超调量和调整时间, 使调节过程性能得以改善。

《连续搅拌釜温度系统有限时间控制技术研究》一、引言在化学工业和生物工艺过程中，连续搅拌釜反应器（CSTR）被广泛地用于执行各种反应过程。

保持釜内温度的稳定是控制这些反应的关键因素之一。

因此，连续搅拌釜温度系统的控制技术成为了研究的重要课题。

本文将针对连续搅拌釜温度系统的有限时间控制技术进行研究，探讨其原理、方法及实际应用。

二、连续搅拌釜温度系统控制的重要性连续搅拌釜反应器在工业生产中扮演着重要的角色，其内部的化学反应往往需要在特定的温度条件下进行。

因此，对釜内温度的精确控制对于保证产品质量、提高生产效率以及防止设备损坏具有重要意义。

传统的控制方法主要依赖于经验或基于模型的PID（比例-积分-微分）控制，然而，随着生产要求的提高和反应过程复杂性的增加，传统的控制方法已经难以满足现代工业的需求。

因此，有必要对连续搅拌釜温度系统的有限时间控制技术进行研究。

三、有限时间控制技术原理及方法有限时间控制技术是一种新型的控制策略，其核心思想是在有限的时间内将系统状态调整到期望的设定值。

对于连续搅拌釜温度系统，有限时间控制技术主要依赖于先进的控制算法和传感器技术。

通过实时监测釜内温度，并利用先进的控制算法计算加热或冷却的速率和量，从而在有限的时间内将釜内温度调整到期望的设定值。

四、有限时间控制技术的实现方法实现有限时间控制技术需要以下几个步骤：首先，通过传感器实时监测釜内温度；其次，利用先进的控制算法计算加热或冷却的速率和量；然后，通过执行器执行计算结果，即进行加热或冷却操作；最后，通过反馈机制对执行结果进行评估和调整。

其中，选择合适的传感器和控制算法是关键。

传感器需要具有高精度和高响应速度，而控制算法需要能够快速计算并给出最优的控制策略。

五、有限时间控制技术的应用及效果有限时间控制技术在连续搅拌釜温度系统中的应用已经得到了广泛的实践和验证。

通过采用这种控制技术，可以显著提高釜内温度的稳定性和响应速度，从而保证产品质量和生产效率。

搅拌反应釜设计范文搅拌反应釜是一种用于化学反应和物料加工的设备，广泛应用于化工、制药、食品、农药等行业。

在搅拌反应釜的设计过程中，有许多要考虑的因素，如反应条件、物料性质、操作要求等。

本文将从釜体结构、搅拌装置、加热与冷却系统、逼流与排气系统等方面介绍搅拌反应釜的设计。

首先，搅拌反应釜的釜体结构是设计的重要部分。

釜体外包装通常由不锈钢制成，具有耐腐蚀性和良好的密封性能。

内胆由耐腐蚀材料制成，例如玻璃钢、不锈钢等。

内壁通常采用喷砂处理，以提高表面粗糙度从而增加换热效果。

釜底部通常采用圆弧底或半球底设计，以便物料流动。

其次，搅拌装置在搅拌反应釜的设计中起着关键作用。

搅拌方式有机械搅拌和气体搅拌两种。

机械搅拌通常采用轴流式或径流式搅拌器，具有高效搅拌效果。

搅拌器的叶片形状可以根据物料的特性来设计，以达到更好的搅拌效果。

气体搅拌通常通过气体进料管道和气体分布器来实现，来回流动的气体能够提高反应速率。

加热与冷却系统是搅拌反应釜设计中重要的考虑因素之一、加热通常采用外卧管或夹套方式，通过高温热载体传导热量到反应釜内。

具体的加热方式可以根据反应要求来选择，例如蒸汽加热、电热加热等。

冷却通常采用夹套或管束方式，通过低温热载体传导热量到反应釜内，以控制反应温度。

冷却系统还可以配备冷却卷管或冷却圈，提高冷却效果。

逼流与排气系统也是搅拌反应釜设计中需要考虑的因素之一、逼流系统通过压缩空气或压缩液体将反应物料从反应釜中排出。

排气系统通过气体排放装置将产生的废气排放到外界。

逼流和排气系统必须考虑设备的安全性和环保性，并且需要根据反应釜的工艺要求来合理设计。

另外，搅拌反应釜的设计还需要考虑控制系统和安全系统。

控制系统通常包括温度、压力、搅拌速度等参数的监测和控制。

安全系统通常包括温度、压力、液位等参数的监测和报警装置，以确保设备的安全运行。

总结起来，搅拌反应釜的设计需要综合考虑釜体结构、搅拌装置、加热与冷却系统、逼流与排气系统等因素。

实验二 连续搅拌釜式反应器 液体停留时间分布及其流动模型的测定一、实验目的当流体连续流过搅拌釜式反应器时，由于各种原因造成物料质点在反应器内停留不一定完全相同，因此形成不同的停留时间分布。

不同停留时间分布直接影响反应的结果(如反应的最终转化率可能不同)。

单级连续搅拌釜式反应器的理想流动模型为全混流模型，而实际反应器是否达到理想流动模型，需要通过实验来检验。

非理想流动反应器的流动模型也需要通过实验来确定。

多级连续搅拌釜式反应器的流动特性和流动模型也都需要通过实验进行研究。

连续流动的搅拌釜式反应器的流动特性的研究和流动模型的确立，一般采用实验测定停留时间分布的方法。

实验测定停留时间分布的方法常用的脉冲激发——响应技术。

本实验采用脉冲激发的方法测定液体(水)连续流过搅拌釜式反应器的停留时间分布曲线。

由此了解反应器的流动特性和流动模型。

通过本实验，使实验者观察和了解连续流动的单级、二级串联或三级串联搅拌釜式反应器的结构、流程和操作方法；掌握一种测定停留时间分布的实验技术；初步掌握液体连续流过搅拌釜式反应器的流动模型的检验和模型参数的测定方法。

无疑，通过实验对于停留时间分布与返混的概念，以及有关流动特性数学模型的概念、原理和研究方法会有更具体的了解和更加深入的理解。

二、实验原理流体流经反应器的流动状况，可以采用激发—响应技术，通过实验测定停留时间分布的方法，以一定的表达方式加以描述。

本实验采用的脉冲激发方法是在设备入口处，向主体流体瞬时注入少量示踪剂，与此同时在设备出口处检测示踪剂的浓度)(t c 随时间t 的变化关系数据或变化关系曲线。

由实验测得的t t c -)(变化关系曲线可以直接转换为停留时间分布密度t t E -)(随时间t 的关系曲线。

由实验测得的t t E -)(曲线的图像，可以定性判断流体流经反应器的流动状况。

由实验测得全混流反应器和多级串联全混流反应器的t t E -)(曲线的典型图像如图1所示。

基于Koopman算子的连续搅拌反应釜的模型预测控制目录一、内容描述 (2)1.1 研究背景 (3)1.2 研究目的与意义 (4)1.3 文献综述 (5)二、Koopman算子理论基础 (6)2.1 Koopman算子的定义与性质 (8)2.2 Koopman算子在连续系统中的应用 (9)2.3 Koopman算子与模型预测控制的结合 (10)三、连续搅拌反应釜的数学模型 (11)3.1 反应釜的动态平衡方程 (13)3.2 反应釜中的传递关系 (14)3.3 常微分方程组的建立 (15)四、基于Koopman算子的模型预测控制方法 (16)4.1 Koopman算子在线性化模型中的应用 (17)4.2 状态空间表示与Koopman算子的转换 (19)4.3 动态矩阵预测控制算法 (20)4.4 其他改进的Koopman模型预测控制方法 (21)五、仿真实验设计与结果分析 (23)5.1 仿真实验硬件平台与参数设置 (24)5.2 实验设计与工况选择 (25)5.3 结果分析 (26)六、结论与展望 (28)6.1 研究成果总结 (29)6.2 研究不足与局限性 (30)6.3 未来研究方向与应用前景 (31)一、内容描述CRF作为化工领域中的核心设备，其内部过程的动态特性复杂多变，传统的控制方法往往难以应对。

本文引入了Koopman算子，这一强大的数学工具，能够将非线性系统的状态空间表达式转换为线性可测的形式，从而为MPC的实现提供了新的途径。

在详细阐述Koopman算子理论的基础上，文档进一步讨论了如何将该理论应用于CRF的MPC设计中。

通过构建CRF的数学模型，并结合Koopman算子，我们实现了对反应釜温度、压力等关键操作参数的精确线性化表示。

这不仅简化了控制器的设计过程，还提高了控制精度和效率。

文档还重点介绍了所设计的MPC控制算法。

该算法结合了实时数据采集、预测控制、反馈校正等多个环节，能够根据实时工况智能地调整控制策略，以实现CRF的高效、稳定运行。

1.绪论搅拌可以使两种或多种不同的物质在彼此之中互相分散,从而达到均匀混合；也可以加速传热和传质过程。

在工业生产中，搅拌操作是从化学工业开始的，围绕食品、纤维、造纸、石油、水处理等，作为工艺过程的一部分而被广泛应用。

搅拌操作分为机械搅拌和气流搅拌。

气流搅拌是利用气体鼓泡通过液体层，对液体产生搅拌作用，或使气体群以密集状态上升借所谓气升作用促进液体产生对流循环。

与机械搅拌相比，仅气泡的作用对液体所进行的搅拌是比较弱的，对于几千毫帕.秒以上的高黏度液体是难以适用的。

但气流搅拌无运动部件，所以在处理腐蚀性液体，高温高压条件下的反应液体的搅拌是很便利的。

在工业生产中，大多数的搅拌操作是机械搅拌。

搅拌设备主要由搅拌装置、轴封和搅拌罐三大部分组成。

从1-1图中可以看出，一台反应釜大致由：釜体部分、传热、搅拌、传动及密封等装置组成。

釜体部分有包容物料反应的空间，由筒体及上下封头组成传热装置是为了送入或带走热量，图中的是夹套传热装置结构。

搅拌装置由搅拌器与搅拌轴组成。

为了给搅拌传动，就需要传动的装置，用电机经V带传动，蜗杆减速机减速后，在经过联轴器带动搅拌器转动。

反应釜上的密封装置有两种类型：静密封是指管法兰，设备法兰等处的密封；动密封是指转轴出口处的机械密封或填料密封等。

反应釜上还根据工艺要求配有各种接管口、人孔、手孔、视镜及支座等部件。

反应釜的机械设计是在工艺要求确定之后进行的。

反应釜的工艺要求通常包括反应釜的容积，最大工作压力，工作温度，工作介质及腐蚀情况，传热面积，搅拌形式，转速及功率，配备哪些接管等几项内容。

这些要求一般以表格及示意图形式反应在工艺人员提出的设备设计要求当中。

搅拌设备在工业中的作用和地位:化工过程可分为传递过程(热量传递、质量传递的物理过程)和化学反应过程。

通常，反应设备都是过程工业的核心设备。

本课题之所以介绍搅拌设备，这是因为搅拌设备是一种典型的在静态容器的基础上加入动态机械的特殊设备。

搅拌式反应器的模拟与优化设计摘要在综述了计算流体力学(CFD)技术在搅拌式反应器中的研究进展的基础上，着重讨论了搅拌式反应器中流场的模拟方法, 包括“黑箱”模型法、内外迭代法、多重参考系法和滑移网格法, 并指出了CFD技术的发展方向。

在此基础上, 对反应器内流场的数学模型进行了介绍与评价。

最后提出应用人工神经网络技术与遗传算法, 优化生物反应的工艺操作条件, 并结合CFD技术, 实现生物反应器的结构优化, 从而达到对生物反应系统整体优化的目的, 以指导实验与工业生产。

关键词计算流体力学，搅拌式反应器，数值模拟，人工神经网络，优化设计Simulation and optimization design ofStirred reactorAbstract：Base on the overview of computational fluid dynamics (CFD) technology in the stirred reactor research,we focused on the mixing reactor simulation of the flow field, including "black box" model of law, internal and external iteration, multiple reference frame method and the sliding mesh method, and pointed out the direction of development of CFD technology. On these basis,we described and evaluated the reactor flow mathematical model.We concludes with the application of artificial neural network and genetic algorithm to optimize the process operating conditions, biological response, and results combined CFD technology to achieve optimization of the structure of the bioreactor, so as to achieve overall optimization of the bioreactor system aims to guide experiments and industrial production.Keyword: computational fluid dynamics, stirred reactor, numerical simulation, artificial neural networks, optimization第1章前言搅拌式反应器( Stirred Tank Reactor, STR)因其结构灵活、操作方式多样等特点, 广泛应用于生物化工、冶金、食品、医药及环境等领域。

哈尔滨工业大学华德应用技术学院毕业设计（论文）摘要反应釜是一种常用的化学反应容器，其内部反应机理较为复杂。

研究通过控制其过程参数而控制化学反应过程，以提高产品的收率和质量的方法，对化工生产和生物制药等工业很有实用价值。

本文全面的分析了反应釜温度变化的特点以及控制难点，在对反应釜夹套加热系统的传热原理系统分析的基础上，根据热量平衡原理和反应釜的热量传递关系，采用机理建模和阶跃响应曲线方法建立了釜内温度的数学模型，并利用实验数据和理论分析验证了模型的有效性。

关键词：反应釜；串级控制；MATLAB仿真；温度控制-I-哈尔滨工业大学华德应用技术学院毕业设计（论文）AbstractThe reaction kettle is a kind of common chemical reaction containers, its internal reaction mechanism is more complicated. Research through the control of its process parameters and the control of chemical reaction process, to improve the yield and quality products with the method of chemical production and biological pharmaceutical industry, etc have practical value.This paper analyzed the characteristics of the reaction kettle temperature change and control the difficulty, in the reaction kettle clip set of heating system of the heat transfer theory system on the basis of analysis, according to the quantity of heat balance principle and the reaction kettle of heat transfer of the relationship, using mechanism modeling and step response curve method to establish the mathematical model of temperature in the kettle, and the utilization of the data and the theoretical analysis verify the effectiveness of the model.Keywords:the reaction kettle；cascade control；MATLAB；the temperature control-II-哈尔滨工业大学华德应用技术学院毕业设计（论文）目录摘要 (I)Abstract (II)第1章绪论 (1)1.1课题背景 (1)1.2课题的目的与意义 (1)第2章控制方案的确定 (3)2.1反应釜的结构及工作原理 (3)2.2反应釜釜底温度特点分析 (4)2.3反应釜控制系统设计指标的确定 (5)2.4方案比较 (6)2.4.1 单回路控制系统设计 (6)2.4.2 串级控制系统设计 (7)2.5方案确定 (8)本章小结 (8)第3章系统硬件设计 (10)3.1主、副调节器的选择 (10)3.2主、副调节器的作用方式 (11)3.3温度变送器 (12)3.4调节阀的作用方式 (12)本章小结 (13)第4章MATLAB仿真设计及结果 (14)4.1模拟PID算法及规律 (14)4.2单回路控制系统仿真 (16)4.3串级控制仿真 (19)本章小结 (23)结论 (24)致谢 (25)参考文献 (26)附录1 译文 (27)附录2 英文参考资料 (36)-III-哈尔滨工业大学华德应用技术学院毕业设计（论文）第1章绪论1.1 课题背景化工生产在我国的国民经济建设中占有很重要的地位。

利用matlab对连续搅拌反应釜机理建模-概述说明以及解释1.引言1.1 概述连续搅拌反应釜是化工领域常见的反应设备，其在化学工程中具有重要的应用。

通过对连续搅拌反应釜的研究与分析，可以深入了解复杂的化学反应机理和反应过程，从而实现对反应条件的优化和控制。

本文将利用Matlab对连续搅拌反应釜的机理进行建模，并探讨该模型的验证与应用。

通过建立数学模型，可以帮助工程师和研究人员更好地理解反应过程中的物质转化规律，进而实现对反应釜的优化设计和运行控制。

通过本文的研究，将有助于提高连续搅拌反应釜的反应效率和产品质量，推动化工领域的发展，为相关行业提供更加可靠和有效的解决方案。

1.2 文章结构:本文共分为三个主要部分，分别是引言、正文和结论。

在引言部分，将会概述本文的研究背景和意义，介绍文章的结构和目的。

正文部分将着重介绍连续搅拌反应釜的基本原理，以及利用Matlab 进行机理建模的方法和过程。

同时，将会详细讨论模型验证与应用的重要性和效果。

结论部分将总结研究的成果和收获，同时也会讨论研究的局限性和不足之处。

最后，展望未来研究的方向和可能的发展趋势。

1.3 目的：本文旨在利用Matlab软件对连续搅拌反应釜进行机理建模，以探索反应过程中的动态行为和特性。

通过建立数学模型，我们可以更好地理解反应的动态过程，预测反应物的转化情况以及产物的生成速率，探究影响反应效率和产物选择性的因素。

通过对模型的验证和应用，我们可以优化搅拌反应釜的操作条件，提高反应效率和产物质量，为工业生产提供重要的理论支持和技术指导。

通过本研究，还可为未来深入探讨反应机理和优化工艺提供基础。

2.正文2.1 连续搅拌反应釜的基本原理连续搅拌反应釜是一种常见的化工反应设备，其主要工作原理是通过搅拌将反应物料充分混合，从而提高反应速率和产物收率。

在连续搅拌反应釜中，反应物料被持续地输入，同时产物被持续地输出，使得反应过程能够连续进行。

这种反应器通常具有良好的温度控制和搅拌效果，适用于各种液相或气液相反应。

混凝土搅拌车搅拌实验系统仿真设计学生姓名：班级：指导老师：摘要：混凝土搅拌运输车是用于解决商品混凝土运输的运输工具。

它兼有载运和搅拌混凝土的双重功能，可在运送混凝土的同时对其进行搅拌或搅动，因此能在保证输送的混凝土质量的同时适当延长运距(或运送时间)。

所以大力发展商品混凝土和搅拌运输车有明显的社会效益和适用价值。

而我国混凝土运输车起步较晚，到70年代才开始试生产。

目前，搅拌运输车的理论研究及生产在我省及整个西北地区均处于空白。

因此搅拌运输车的理论研究及开发势在必行。

搅拌运输车的搅拌筒之所以具有搅拌和卸料的功能，主要是因为拌筒内部特有的两条连续螺旋叶片在工作时形成螺旋运动，从而推动混凝土沿搅拌筒轴向和切向产生复合运动的结果。

因此两条叶片的螺旋曲线的形式及结构直接影响搅拌筒的工作性能。

本论文基于物料在螺旋叶片上的搅拌出料机理对螺旋叶片的工作原理、主要技术参数进行理论分析和计算，同时对前锥段、后锥段的螺旋叶片进行展开设计；对拌筒进行几何设计。

搅拌筒既是搅拌运输车运输混凝土的装载容器，又是搅拌混凝土的工作装置。

几何设计是搅拌筒结构设计的基础，它包括几何容积计算、外形尺寸的确定、搅拌筒有效容积及满载时重心位置计算。

为使混凝土搅拌运输车的搅拌装置系列化，以满足用户要求，借用计算机程序语言对其进行设计。

基于功率键合图的建模方法，利用大型软件Matlab的仿真工具箱Simulink，对混凝土搅拌运输车液压系统进行设计分析，同时建立系统动态仿真模型，用此来模拟液压系统工作过程，更好地反映系统中各输出变量随输入变量的变化关系。

尤其是对辅助泵调节斜盘角度系统、变量主泵控制系统及恒速控制系统进行详细的分析，为液压系统的进一步优化设计提供有益的借鉴。

关键词：混凝土搅拌运输车拌筒液压系统功率键合图几何设计数学模型螺旋叶片动态特性展开仿真指导老师签名：Design of the Structure of the Truck Mixer and DigitalSimulationof its Hydraulic SystemStudent name: ClassSupervisor:Abstract:The truck mixer is a vehicle for transportation concrete. It is fulfilled two actions,conveying concrete and mixing concrete. These actions not only ensure the quality of the concrete, but also make the conveying distance longer. But in thenorthwest area of our country, research on the field of the truck mixer is little. So the truck mixer must be developed strongly in order to meet the need of the risingconcrete market. Three important parts are studied in this thesis. Firstly, thehelix-vanes of the truck mixer are designed following the principles of the flowing state of the concrete on the helix-vane. Secondly, the drum of the truck mixer is designed base on its working characteristic. Thirdly, with the widely used soft ware package SIMULINK the mathematic models of the hydraulic system driving the truck mixer are established on the found of the theory and method of power bond graph. The dynamic characteristics of the hydraulic system are simulated numerically, and some significant results are presented.Key words:Truck Mixer Drum Spread Hydraulic SystemMathematic Models Structure Design Helix-vanesPower Bond Graph Dynamic Characteristics SimulationSignature of Supervisor:目录1.绪论1.1混凝土搅拌车的介绍 ------------------------------------------ 4 1.2课题研究背景 ------------------------------------------------ 6 1.31.4本文研究内容及方法 ------------------------------------------ 82.搅拌筒的结构设计2.1搅拌筒的工作原理 ------------------------------------------- 10 2.2搅拌筒的整体构成 ------------------------------------------- 10 2.3拌筒主要结构尺寸参数的确定 --------------------------------- 11 2.4切割法求装载容积 ------------------------------------------- 13 2.5积分法求装载容积 ------------------------------------------- 14 2.6搅拌筒几何容积计算 ----------------------------------------- 182.7满载时拌筒的重心位置 --------------------------------------- 183.驱动功率的计算3.1搅拌力矩曲线 ----------------------------------------------- 19 3.2驱动阻力矩计算 --------------------------------------------- 193.3搅拌筒驱动功率的计算 --------------------------------------- 234.螺旋叶片的设计及仿真4.1螺旋叶片上螺旋角的确定 ------------------------------------- 24 4.2搅拌叶片的母线方程 ----------------------------------------- 27 4.3搅拌叶片设计 ----------------------------------------------- 29 4.4搅拌叶片的仿真设计和模态分析 ------------------------------- 33 4.5搅拌叶片结构应力分析 --------------------------------------- 37参考文献------------------------------------------------------ 43致谢 ----------------------------------------------------------- 44附录 ----------------------------------------------------------- 441.绪论1.1 混凝土搅拌车的介绍商品混凝土的发展从根本上改变了传统上工地自制混凝土，用翻斗车或自卸卡车进行输送，就近使用的落后生产方式，建立起一种新的生产方式，即许多施工工地所需要的混凝土，都由专业化的混凝土工厂或大型混凝土搅拌站集中生产供应，形成以混凝土制备地点为中心的供应网。