热力系统换热设备CAD系统的建模研究.pdf

本篇文档介绍了热力系统换热设备CAD系统的建模研究，重点阐述了标准建模语言UML在CAD/CAE软件中的应用与实现过程，详细分析了使用UML进行热力系统换热设备CAD建模的一般过程，并基于对换热设备的详尽分析，给出了多种UML模型图。本文的研究目的是完成多种类型换热器的工艺设计与计算，以及相关零部件的设计与校核。HECAD系统涉及100多种类型、3万多种规格的过程装置标准零部件及派生的非标准零部件的参数化设计，并能实现物性参数和材料参数的自动查取。 UML（统一建模语言）是一种用于软件系统分析和设计的图形建模语言，它采用可视化的图形表达方式，通过多种模型图提供系统分析开发的图形表示。UML的静态建模机制包括用例图、类图、对象图、构件图和配置图，而动态建模机制则包括状态图、活动图、顺序图和合作图。这些模型图的有机结合为分析构造一致的系统提供了可能。 HECAD系统的组织结构采用UML进行展示，系统中包含了工艺设计、机械设计和零部件设计三个子系统。系统管理员负责管理物料的物理性能数据库、工程常用材料数据库和零部件工业标准数据库。换热设备设计员主要使用系统的工艺设计子系统和零部件设计子系统进行设计工作。 系统的需求建模分为静态建模和动态建模两部分。静态模型描述了系统的静态结构，包括用例图和类图等，而动态模型则描述了系统中对象的动态行为和交互过程，如状态图、活动图、顺序图和合作图。文章还提到了动态建模中“换热设计”类的状态分析，设计了四种基状态及一个取消状态，进而构建了详细的状态图，展现了系统在各种状态下对象的转换逻辑。 文档通过UML状态图，提供了换热设计对象在不同状态下的行为描述，例如热平衡检查、传热系数计算、等待状态、换热面积校核、设计实现以及取消状态。状态图有助于分析和设计复杂对象的状态变化和行为逻辑。 另外，通过顺序图，可以清晰地看到对象之间消息传递的时间顺序和发生的次序，这对于理解系统执行流程尤为重要。顺序图能够方便地展示类之间交互的时间逻辑，以确定事件的先后顺序。 HECAD系统的建模过程为热力系统换热设备CAD系统的研究和开发提供了理论基础和技术支持。UML的建模方法在实现HECAD系统中起到了关键作用，对于工程设计软件的开发具有重要的参考价值。通过这种方法，不仅能够有效地管理设计过程中的复杂性，还可以为用户提供直观的设计流程和结构，从而提高设计效率和质量。这对于从事CAD系统设计、热力系统建模、以及工程软件开发的专业人士来说，是一份十分有价值的参考资料。