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        化工原理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理與分析中的計(jì)算機(jī)軟件實(shí)踐運(yùn)用

        2019-03-25 15:17張立新
        粘接 2019年7期
        關(guān)鍵詞:計(jì)算機(jī)軟件數(shù)據(jù)處理

        張立新

        摘要:在化工專業(yè)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中,處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),證明實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象,獲得實(shí)驗(yàn)結(jié)果是經(jīng)常性流程。而傳統(tǒng)手工處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)流程太過(guò)復(fù)雜,效率也不高,誤差比較大。在計(jì)算機(jī)技術(shù)實(shí)現(xiàn)在化工原理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理與分析中的廣泛應(yīng)用時(shí),海量實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)信息都能夠基于軟件加以處理分析。并且熟練應(yīng)用軟件可以顯著提高實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)效率與水平,并減小實(shí)驗(yàn)誤差,以此切實(shí)反映實(shí)驗(yàn)本質(zhì)。但是,當(dāng)前計(jì)算機(jī)軟件各式各樣,在進(jìn)行數(shù)據(jù)處理時(shí)也各有利弊,所以,在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理分析時(shí)應(yīng)正確選擇計(jì)算機(jī)軟件。而Origin軟件以其自身獨(dú)特優(yōu)勢(shì),得以在實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析與制圖中備受青睞,其數(shù)據(jù)制圖功能十分強(qiáng)大,還具備多元化曲線擬合方式。據(jù)此,文章以離心泵性能曲線的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理分析為例,對(duì)化工原理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理與分析中的計(jì)算機(jī)軟件實(shí)踐運(yùn)用進(jìn)行了詳細(xì)分析。

        關(guān)鍵詞:Origin軟件;計(jì)算機(jī)軟件;化工原理實(shí)驗(yàn);數(shù)據(jù)處理

        中圖分類(lèi)號(hào):TQ016文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1001-5922(2019)07-0164-04

        化工原理實(shí)驗(yàn)室基于化工單元操作原理與流程,以此作為主線,利用實(shí)驗(yàn)切實(shí)解決工程中的實(shí)際問(wèn)題,也是理論知識(shí)與化工生產(chǎn)之間交互的橋梁。在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中,需要進(jìn)行實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)測(cè)量,而數(shù)據(jù)處理過(guò)程太過(guò)繁雜,需要以圖形為輔助驗(yàn)證原理或者公式等。在傳統(tǒng)教學(xué)模式下,通過(guò)手工計(jì)算與繪圖,過(guò)程不僅十分繁瑣,且數(shù)據(jù)復(fù)雜極易導(dǎo)致計(jì)算誤差,以及制圖不標(biāo)準(zhǔn),從而對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果造成直接性影響,缺乏切實(shí)反映真實(shí)的內(nèi)在規(guī)律,無(wú)法獲得預(yù)期效果。

        1 化工原理實(shí)驗(yàn)特點(diǎn)

        化工原理是化工類(lèi)型專業(yè)的技術(shù)基礎(chǔ)與工程實(shí)踐結(jié)合課程?;ぴ韺?shí)驗(yàn)是化工原理課程的實(shí)踐階段,目標(biāo)在于培養(yǎng)高素質(zhì)、高能力的優(yōu)秀人才,促使學(xué)生鞏固內(nèi)化理論知識(shí),熟練掌握實(shí)踐技能。而且化工原理實(shí)驗(yàn)的各個(gè)單元操作都是嚴(yán)格按照具體原理加以設(shè)置的,其中工藝、參數(shù)變量等都與工業(yè)應(yīng)用相接近,學(xué)生通過(guò)化工原理實(shí)驗(yàn)?zāi)軌蚪邮崭喙こ淘碇R(shí)與測(cè)試方式,并實(shí)現(xiàn)復(fù)雜設(shè)備與工藝描述中數(shù)學(xué)模型的有機(jī)關(guān)聯(lián),以此培養(yǎng)學(xué)生良好理實(shí)一體化理念,以及問(wèn)題分析與解決能力。另外,化工原理實(shí)驗(yàn)內(nèi)容具備顯著的工程性特點(diǎn),在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中,經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)實(shí)際問(wèn)題,需測(cè)量海量數(shù)據(jù),并且需要利用手冊(cè)進(jìn)行物性參數(shù)查詢,加以詳細(xì)分析與計(jì)算,進(jìn)而匯總為圖表、公式、經(jīng)驗(yàn)?zāi)P停哉麄€(gè)計(jì)算流程十分復(fù)雜。因此,學(xué)生如果進(jìn)行手工計(jì)算,不僅會(huì)耗費(fèi)時(shí)間與精力,還會(huì)由于不同學(xué)生個(gè)性差異引發(fā)同一數(shù)據(jù)處理偏差。而Origin軟件進(jìn)行實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理,結(jié)果精確,且處理過(guò)程便捷,在化工原理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中能夠充分發(fā)揮有效作用,可以顯著提升學(xué)生的計(jì)算機(jī)綜合數(shù)據(jù)處理能力。

        2 化工原理實(shí)驗(yàn)內(nèi)部擴(kuò)散

        在含水量比較均勻的物料與干燥介質(zhì)相互接觸的時(shí)候,濕物料表層的水分發(fā)生汽化,從而造成物料內(nèi)外濕度差,物料內(nèi)水分借助擴(kuò)散作用向表層逐漸移動(dòng),從而發(fā)生汽化,汽化水分基于氣膜層被干燥介質(zhì)帶走,水分從內(nèi)向外擴(kuò)散,與表層汽化同步進(jìn)行。干燥初期因?yàn)槲锪系暮勘容^大,表層含有液態(tài)水,而且干燥在表層汽化控制下,熱空氣向物料傳輸熱量,等同于水分汽化所需消耗熱量,因此物料表層溫度一直都是空氣濕球溫度狀態(tài)。而干燥速率則是在單位時(shí)間內(nèi),干燥面積的水分含量,表示為:

        其中,Na為干燥速率,單位為kg/m2·S;a為樣品表面積,單位為m2;Cc為樣品絕對(duì)干物料質(zhì)量,單位為kg。

        3 離心泵特性曲線的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理與分析

        3.1原始數(shù)據(jù)匯總

        實(shí)驗(yàn)原始數(shù)據(jù)具體如表1所示。

        其中,泵進(jìn)出口的測(cè)壓點(diǎn)高度差Ho=0.12m;流體溫度t=20.2℃,根據(jù)表1第2組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)計(jì)算:

        3.2數(shù)據(jù)結(jié)果

        針對(duì)化工原理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),根據(jù)比例校核轉(zhuǎn)速之后,獲得不同流量狀態(tài)下的揚(yáng)程、軸功率、泵效率,具體如表2所示。

        3.3基于Origin軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)處理與分析

        3.3.1H-Q、P-Q、μ-Q曲線

        在經(jīng)過(guò)校核轉(zhuǎn)速之后,以處于不同的流量狀態(tài)下,揚(yáng)程、軸功率、泵效率數(shù)據(jù)作為重要依據(jù)進(jìn)行H1-Q1、P1-Q1、μ1-Q1曲線繪制,并進(jìn)行擬合。其中,H1-Q1曲線具體繪制方式為,把H1-Q1數(shù)據(jù)進(jìn)行復(fù)制,粘貼到Origin軟件,基于O1為X軸,H1為Y軸,然后通過(guò)Line+Symbol命令進(jìn)行圖形繪制,具體如圖1所示。

        選擇曲線,通過(guò)Analysis的Fitting/Fit Polynomial命令進(jìn)行H1-Q1二次多項(xiàng)式擬合,具體參數(shù)如表3所示。擬合結(jié)果具體如圖2所示。

        采用相同方式進(jìn)行P1-Q1、μ1-Q1曲線擬合,具體如圖3-4所示。

        選擇其中H1-Q1、P1-Q1、μ1-Q1曲線進(jìn)行合并,通過(guò)Merge工具,進(jìn)行坐標(biāo)軸位置適度調(diào)整,從而獲得合并曲線圖,具體圖5所示。

        4 結(jié)語(yǔ)

        總而言之,Origin軟件的制圖方式具有其自身獨(dú)特優(yōu)勢(shì),即便捷,精確性較高,圖形美觀。因此,通過(guò)Origin軟件進(jìn)行化工原理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理與分析,能夠促使學(xué)生不再承受復(fù)雜的數(shù)據(jù)計(jì)算與手工制圖任務(wù),而專心投入到離心泵特性曲線檢測(cè)實(shí)驗(yàn)原理掌握與結(jié)果分析中,以此提高制圖效率與能力,提升計(jì)算機(jī)軟件應(yīng)用能力,避免出現(xiàn)人為失誤,保證學(xué)習(xí)效率與計(jì)算機(jī)軟件應(yīng)用興趣,確保實(shí)驗(yàn)教學(xué)整體效果。此外Origin軟件切實(shí)應(yīng)用于化工原理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理與分析,在此基礎(chǔ)上還應(yīng)進(jìn)行化工原理課程設(shè)計(jì),從而縮短學(xué)生撰寫(xiě)實(shí)驗(yàn)報(bào)告的時(shí)間,提高學(xué)生的數(shù)據(jù)處理與繪圖質(zhì)量。

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