淺談水輪機計算機輔助軟件的開發與設計

李一鳳

摘 要：隨著科技的發展，計算機輔助軟件得到了廣泛的應用。迄今為止，計算機的出現使人們的生活更加方便的同時還提高了人們的生活質量和工作效率。隨著中國水電事業的不斷發展，水輪機在水力發電等方面承擔了重要角色。如果將二者有效地相結合，不僅簡化水利工程的工作流程，還能充分體現在工程項目中計算機輔助軟件所占的重要地位。

關鍵詞：水輪機；計算機輔助軟件；水利工程

在電子產品日趨重要的今天，計算機輔助軟件技術不僅受到高度重視，還在各行各業得到了廣泛的應用。因此，水利工程也受到計算機輔助技術的巨大影響。在工程項目的啟動實施過程中，與項目有關的計算機輔助技術也層出不窮。近幾十年計算機輔助技術出現在人們的生活中，它的出現大大提高了工作效率，節省了時間還利用計算機代替了傳統的手工設計，為設計者簡化了工作流程。因此，水輪機計算機輔助軟件技術的應用是科技發展的必然趨勢。

1 水輪機的結構與計算機輔助軟件的發展前景

1.1 水輪機的組成

目前，應用最為廣泛的水輪機主要有沖擊式水輪機和反擊式水輪機的工作特點和機身結構，水輪機可分為貫流式水輪機、大型混流式水輪機、水泵水輪機、大型軸流式水輪機。水輪機是將水能轉化為水輪機運動的機械能，水流量越大，轉化的動能越多。其中大型混流式水輪機領先于國外的先進技術，達到了國際的領先技術水平。另一種是充分考慮到水輪機工作時過程復雜、機組振動大的特點的水泵水輪機，并且結合水泵水輪機的優點，對主要部件進行強度分析，提高安全性能。同時，水輪機采用高精度的密封裝置降低磨損，節約成本。提高了水輪機零部件的精度和水輪機工作的性能。水輪機主要由座環、蝸殼、分瓣轉輪、與主軸連接的轉輪結構組成。經實驗發現加強水輪機的導葉限位裝置能夠有效地減少因相互碰撞而產生的事故。此外，水輪機的雙層油蓋能夠有效地防止油的泄露，降低耗能。工作時，由于機組臺數的不同會引起發電的效率有所差異，然而通過改變機組的數量可能會引發事故，會給檢修的工作人員帶來不便，如果改用計算機輔助軟件控制機組的運行不僅簡化了工人們的操作程序，還能夠及時發現故障及時搶修，節約人力、財力和時間，計算機輔助軟件的開發有利于新產品的研發與設計。

1.2 應用廣泛的水輪機

隨著水電事業的發展，水輪機依靠其自身的優越性，已在水電開發工程中占據重要地位。水輪機主要應用于水力發電站，既可以作為水泵又可以作為一種調節系統的裝置。它的存在能夠很好地改善火力發電機組帶來的環境污染而且降低火力發電所用的成本。我國水輪機制造產業進入飛速發展的階段，這使水輪機在發電行業中起著重要作用，同時成為水利工程中必不可少的設備之一。伴隨著十八大的圓滿閉幕，政府大力提倡節能減排，達到建設資源友好型社會的目的。水輪機發電能實現環境的自我保護，減少化石能源的燃燒，符合節能減排的社會理念。同時，水輪機的結構設計仍然在不斷地完善，不斷與新技術相結合使水輪機的應用越來越廣泛。因此開發水輪機計算機輔助軟件成為了水利發電的必然趨勢。

1.3 水輪機計算機輔助軟件開發的必然性

水輪機在水利工程中一直占有重要地位，水輪機也一直向高性能、高參數、大容量的方向發展。為解決電力問題需要大力擴建水電站，因此水輪機計算機輔助軟件是水輪機發展的必然方向。在興建水電站的同時會需要大量的人力來控制水輪機，安裝計算機輔助軟件后可以減少人力資源的應用節約開始，降低電力成本，增加收益。隨著市場競爭力不斷地加強，計算機技術的不斷發展，水輪機能夠借助計算機的運算、數據處理功能代替手工繪圖，使繪圖更加快捷方便。計算機輔助軟件的開發會減少人為造成的失誤，降低損失。為水力發電的正常運行提供了一種有效的手段。使電廠的管理更加系統化專業化，使檢修更加精準化，縮短檢修工期，增加經濟效益。將水輪機與計算機輔助軟件技術有效地結合，更好地實現水力發電產業自動化，是科技發展的必然結果。

2 計算機輔助軟件的應用

2.1 水利工程中計算機輔助軟件的開發

水利工程中經常用到的軟件有：AutoCAD、Painte軟件和Solid Edge 軟件。AutoCAD是一款工程上常用的二維繪圖軟件，利用這個軟件可以用多種方式對圖紙進行多元化的設計、填充、修改，減少了繪圖周期；Painte軟件是一款可以對圖紙進行仿真加工的計算機軟件，實物可以通過其更加細致逼真地呈現出來；而Solid Edge軟件則能對細節部分進行加工，為用戶提供了極大的自由空間，為用戶的想象力提供了創造空間，使美化效果更加細致。這些軟件的開發不僅代替了傳統手工繪圖，還改善了手工繪圖周期長，難以更改的情況。計算機輔助軟件的開發既節約成本又提高了工作人員的工作效率，同時更加有助于對色彩形狀的更改，更加直觀立體的表現出設計者的觀點。將設計者的想法完整地呈現出來。為了在激烈的市場競爭中占有一席之地必須在傳統技術基礎之上結合新技術，大力發展現代科學技術，降低資源利用率，減少能耗。計算機輔助軟件技術涵蓋范圍廣，需要人工智能技術、模擬仿真技術、決策系統的支持，因此必須加大支持力度與資金投入量鼓勵對這些技術的研發，才能切合我國國情提高我國水輪機計算機輔助軟件技術的發展速度。

2.2 水輪機計算機輔助軟件的作用

水輪機計算機輔助軟件將電子設備集成一體化，使系統結構簡單化，提高了系統的經濟性，降低了水輪機事故的多發性。與傳統的控制相比降低了工作人員的勞動強度，節約了時間，降低了化石能源帶來的污染。因此，水輪機計算機輔助軟件成為水利工程項目中不可或缺的軟件，降低了工程項目的成本。同時，使水力發電更加系統化。計算機輔助軟件改變了傳統管理造成的問題，利用計算機輔助軟件技術既加強了工程的管理，又縮短了工程設計的周期進行資源配置，為企業管理人員及其他資源進行合理配置。

計算機輔助軟件對發電全程進行監控，能從根本上降低事故發生率，從源頭找到安全隱患。在科技發展飛速的今天，與科技相結合的過程既是機遇又是挑戰，只有在探索中不斷創新、不斷總結經驗才能更好地經受住考驗。

2.3 水輪機計算機輔助軟件的實用性

水輪機計算機輔助軟件不僅可以控制機組的數量還可以控制水輪機的開關。通過對水輪機安裝監控系統可以直接利用計算機檢查水輪機產生的故障，并且對存在故障的水輪機及時停止運行。水輪機計算機輔助軟件包含控制、監視和保護三個功能。采用計算機來直接控制水輪機，把需要人工控制的轉換成自動控制，通過集成電路控制水輪機，將程序儲存在電腦軟件中，通過站內的網絡通信實現資源共享，有效地將控制、保護、監視功能集成一體化，簡化工作程序，提高工作效率。如果遇到故障，計算機輔助軟件會及時啟動自我保護模式，使水輪機停止工作，達到保護水輪機葉片的目的，減少水輪機的損耗，節約資金，減少人力的消耗，減輕人力的負擔。

3 結束語

水利發電工程發展如此迅速的背景下，水輪機計算機輔助技術也慢慢地發展起來。將水輪機與計算機輔助技術有效地相結合不僅節能環保，節約時間提高工作效率，高效地完成發電目標。因此，水輪機計算機輔助軟件的開發在符合大背景下的發展腳步的同時也將開啟一個以水輪機計算機輔助軟件主導地位的新的水利工程時代。

參考文獻

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