趙　波

(臺(tái)州學(xué)院醫(yī)藥化工學(xué)院，浙江　臺(tái)州　318000)

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Origin軟件在化工原理離心泵實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的應(yīng)用

趙波

(臺(tái)州學(xué)院醫(yī)藥化工學(xué)院，浙江臺(tái)州318000)

Origin是—款優(yōu)秀的數(shù)據(jù)分析和繪圖軟件，包括各種完善的數(shù)學(xué)分析功能。化工原理實(shí)驗(yàn)中有大量的數(shù)據(jù)需要處理并繪圖，而使用Origin軟件處理化工原理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)就能方便、準(zhǔn)確和快速，減小實(shí)驗(yàn)誤差。本文以O(shè)rigin7.5 為基礎(chǔ)，探討了Origin在離心泵特性曲線測(cè)定中的應(yīng)用，該方法具有簡(jiǎn)便、快速和可靠等優(yōu)點(diǎn)，并解決了在同一個(gè)圖中同時(shí)顯示具有不同數(shù)量級(jí)的三條特性曲線的問(wèn)題。

Origin；離心泵；特性曲線；數(shù)據(jù)

《化工原理》課程是大學(xué)本?？苹ゎ悓W(xué)生必修的一門重要的技術(shù)基礎(chǔ)課程?！痘ぴ怼氛n程的一個(gè)十分重要的實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié)就是《化工原理實(shí)驗(yàn)》[1-2]。通過(guò)化工原理實(shí)驗(yàn)可以訓(xùn)練學(xué)生的實(shí)驗(yàn)動(dòng)手操作能力、理論知識(shí)的運(yùn)用能力以及儀器和儀表的使用能力。同時(shí)，在《化工原理實(shí)驗(yàn)》課程中，要求學(xué)生對(duì)大量的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和處理。目前，大多數(shù)實(shí)驗(yàn)教材針對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理所提供的方法基本上是傳統(tǒng)圖解法，而圖解法由于是手工制圖，作圖步驟比較煩瑣，且作圖誤差較大，這影響了學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行準(zhǔn)確而快速的處理。因此，尋求一種簡(jiǎn)捷、快速和可靠的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理方法，在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中顯得尤其重要[3-4]。離心泵的特性曲線是選擇和使用離心泵的重要依據(jù)之一，其特性曲線是在恒定轉(zhuǎn)速下泵的揚(yáng)程He、軸功率Pa及效率η與泵的流量qv之間的關(guān)系曲線，它是流體在泵內(nèi)流動(dòng)規(guī)律的宏觀表現(xiàn)形式。由于泵內(nèi)部流動(dòng)情況復(fù)雜，不能用數(shù)學(xué)方法計(jì)算這一特性曲線，只能依靠實(shí)驗(yàn)測(cè)定[1]。而離心泵特性曲線的繪制過(guò)程中，如何在同一個(gè)圖中同時(shí)顯示具有不同數(shù)量級(jí)的三條特性曲線對(duì)學(xué)生來(lái)說(shuō)一直是個(gè)難點(diǎn)。

Origin軟件是美國(guó)Microcal公司推出的—款優(yōu)秀的數(shù)據(jù)分析和繪圖軟件，具有強(qiáng)大的數(shù)據(jù)分析和繪圖的功能[5]。如果使用Origin軟件處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)就能方便、準(zhǔn)確和快速，減小實(shí)驗(yàn)誤差[6]。本文以O(shè)rigin7.5 為基礎(chǔ)，探討了Origin軟件在化工原理“離心泵特性曲線測(cè)定”實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理中的應(yīng)用。

1　離心泵特性曲線測(cè)定實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的記錄和處理

1.1數(shù)據(jù)記錄

表1離心泵特性曲線測(cè)定實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)

Table1Experimentaldataofmeasurementofcentrifugalpumpcharacteristiccurve

序號(hào)流量計(jì)讀數(shù)/(m3/h)轉(zhuǎn)速n/(r/min)電機(jī)功率P電/kW真空度p1/MPa出口表壓力p2/MPa12326491.6600.0420.085220.5126571.5830.0350.105316.9526871.4550.0250.134414.2127171.3400.0190.150511.1427551.2000.0120.17067.1828001.0100.0040.18573.5728410.8500.0020.19080.0028670.7300.0000.200

1.2數(shù)據(jù)處理

以第一組數(shù)據(jù)為例，對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算和處理如下：測(cè)壓點(diǎn)高度差ΔZ=0.15m，水溫32 ℃，水的密度為995.7kg/m3。

離心泵的楊程:

離心泵的軸功率：Pa=0.87P電=0.87×1.660=1.44kW

離心泵的效率：

其余7組數(shù)據(jù)按照同樣的方法進(jìn)行處理，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理結(jié)果匯總見表2。

表2離心泵特性曲線測(cè)定實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理

Table2Dataprocessingofmeasurementofcentrifugalpumpcharacteristiccurve

水溫t=32 ℃；水的密度ρ= 995.7kg/m3；平均轉(zhuǎn)速=2747r/min

序號(hào)流量qv/(m3/h)流量q'v/(m3/h)揚(yáng)程He/m揚(yáng)程H'e/m軸功率Pa/kW軸功率P'a/kW效率η/%12323.8513.1714.161.441.6157.02220.5121.2014.5015.501.381.5358.41316.9517.3316.4417.181.271.3659.47414.2114.3717.4717.851.171.2157.51511.1411.1118.8018.691.041.0354.5867.187.0419.5218.790.880.8343.1773.573.4519.8318.540.740.6725.9380.000.0020.6518.960.640.560

2　利用 Origin 軟件繪制離心泵特性曲線

A[X]B[Y]C[Y]D[Y]123.8514.161.6157.02221.215.51.5358.41317.3317.181.3659.47

續(xù)表3

414.3717.851.2157.51511.1118.691.0354.5867.0418.790.8343.1773.4518.540.6725.938018.960.560

圖曲線

圖曲線

圖曲線

圖4　合并曲線

圖5　雙Y軸合并曲線

圖6　離心泵特性曲線

3　結(jié)　語(yǔ)

使用Origin7.5處理“離心泵特性曲線的測(cè)定”實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，可以代替手工處理過(guò)程，用Origin軟件處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，操作簡(jiǎn)便快捷，準(zhǔn)確度高，而且圖形美觀。只要具有一定計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)的學(xué)生都容易掌握，而且還能有效地節(jié)省學(xué)生用于實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理的時(shí)間，提高學(xué)生的作圖能力和繪圖質(zhì)量，同時(shí)還有效地鍛煉了學(xué)生計(jì)算機(jī)應(yīng)用能力，有利于提高學(xué)生對(duì)化工原理實(shí)驗(yàn)課的學(xué)習(xí)興趣，并提升實(shí)驗(yàn)的教學(xué)效果。因此，本數(shù)據(jù)處理方法完全可以應(yīng)用于化工原理實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)處理之中。

[1]史賢林,田恒水,張平.化工原理實(shí)驗(yàn)[M].上海:華東理工大學(xué)出版社,2005:48-60.

[2]魏科年,馬江權(quán),楊德明.論大工程觀視角下的化工原理實(shí)驗(yàn)體系[J].江蘇工業(yè)學(xué)院學(xué)報(bào), 2007,8(4):81-82.

[3]楊明平,黃念東,胡忠于,等.MicrosoftExcel在化工原理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理中的應(yīng)用[J].廣東化工,2015,42(4):136-137.

[4]王小華,曾翠連,劉志雄,等.Origin處理化工原理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)[J].化學(xué)工程與裝備, 2009(7):237-239.

[5]王宇,胡赟,曹仲義,等.Origin軟件在化工原理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)擬合中的應(yīng)用[J].實(shí)驗(yàn)技術(shù)與管理,2010,27(1):86-88.

[6]周劍平. 精通Origin7.0[M]. 北京:北京航空航天大學(xué)出版社,2003:97-101.

Application of Origin on Chemical Engineering Experiment ofMeasurementofCentrifugalPumpCharacteristicCurve

ZHAO Bo

(School of Pharmaceutical and Chemical Engineering, Taizhou University, Zhejiang Taizhou 318000, China)

Originisexcellentsoftwarefordataanalysisanddrawingapplications,whichincludesenhancedmathematicsanalyticalfunctions.ThereismuchdataneedstoprocessanddrawinChemicalEngineeringExperiment.Itisconvenient,accurate,andquickusingorigintodealwithdataofChemicalEngineeringExperiment.Atthesametime,experimentalerrorisreduced.MethodofusingOrigin7.5todealwithdataofChemicalEngineeringExperimentofMeasurementofCentrifugalPumpCharacteristicCurvewasintroduced.Themethodwassimple,quickandcredible.Furthermore,threecurveswithdifferentorderwereshowedinthesamefigure.

origin;centrifugalpump;characteristiccurve;data

G642.0

A

1001-9677(2016)013-0215-03