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        Excel在離心泵額定效率計(jì)算中的應(yīng)用

        2021-07-25 15:48:20喬金宇
        機(jī)電工程技術(shù) 2021年6期
        關(guān)鍵詞:利用效率方法

        張 勝,喬金宇

        (1.淄博市產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)所,山東 淄博 255000;2.淄博市機(jī)電泵類產(chǎn)品質(zhì)量檢驗(yàn)研究院,山東 淄博 255200)

        0 引言

        離心泵額定效率是離心泵非常重要的一個(gè)技術(shù)指標(biāo),在離心泵試驗(yàn)過(guò)程中非常重要。離心泵試驗(yàn)后對(duì)數(shù)據(jù)計(jì)算處理,實(shí)測(cè)效率值與額定效率值做對(duì)比,實(shí)測(cè)效率值的高低直接反映離心泵性能質(zhì)量狀況。

        標(biāo)準(zhǔn)GB/T 13007-2011中給出了離心泵額定效率的兩種獲得方法[1]:(1)根據(jù)離心泵的額定流量、揚(yáng)程和轉(zhuǎn)速,得出比轉(zhuǎn)速,查詢標(biāo)準(zhǔn)中給出的不同比轉(zhuǎn)速下離心泵效率曲線,即可得到額定效率值;(2)根據(jù)離心泵額定流量值,結(jié)合標(biāo)準(zhǔn)中給出的效率值表,得到效率計(jì)算值,然后再根據(jù)比轉(zhuǎn)速值,結(jié)合標(biāo)準(zhǔn)中給出的效率修正值表,計(jì)算得到效率修正值,效率計(jì)算值與效率修正值的差值即為額定效率值。兩種方法比較:第一種方法的額定效率值是在曲線上查找得到,第二種方法的額定效率值是計(jì)算得到,因此第二種方法得到的額定效率值較為準(zhǔn)確。本文對(duì)第二種方法中涉及的計(jì)算過(guò)程如何實(shí)現(xiàn)快速計(jì)算進(jìn)行研究。

        1 離心泵額定效率計(jì)算方法

        1.1 計(jì)算過(guò)程

        離心泵額定效率值計(jì)算方法:根據(jù)額定流量值,查詢標(biāo)準(zhǔn)GB/T 13007-2011中的效率值表格,利用插值法計(jì)算得到效率值;然后再根據(jù)離心泵的額定流量、揚(yáng)程和轉(zhuǎn)速,計(jì)算得到比轉(zhuǎn)速,查詢標(biāo)準(zhǔn)GB/T 13007-2011中的效率修正值表格,得到效率的修正值;最后,插值法計(jì)算得到的效率值減去效率的修正值,即為離心泵的額定效率值。顯然這種計(jì)算方法比較繁瑣,計(jì)算過(guò)程容易出錯(cuò)。

        1.2 計(jì)算用例

        本文以單級(jí)單吸離心泵為例進(jìn)行研究。某一單級(jí)單吸離心泵最高效率點(diǎn)性能參數(shù)如表1所示。

        表1 某一單級(jí)單吸離心泵性能參數(shù)

        1.2.1 計(jì)算比轉(zhuǎn)速

        比轉(zhuǎn)速的計(jì)算如下所示:

        式中:n為額定轉(zhuǎn)速,r/min;Q為額定流量,m3/h;H為額定揚(yáng)程,m。

        把表1中的性能參數(shù)代入式(1)中,得到比轉(zhuǎn)速ns=93.54。

        1.2.2 差值法計(jì)算額定效率值

        標(biāo)準(zhǔn)GB/T 13007-2011中給出了單級(jí)離心泵效率和ns=20~120效率修正值,如表2和表3所示。如果計(jì)算出的比轉(zhuǎn)速在表2規(guī)定的范圍內(nèi),可通過(guò)表2中的數(shù)值,利用差值法直接計(jì)算得到額定效率值;如果計(jì)算出的比轉(zhuǎn)速不在表2規(guī)定的范圍內(nèi),首先通過(guò)表2中的數(shù)值,利用差值法計(jì)算得到效率值,然后根據(jù)計(jì)算出的比轉(zhuǎn)速,查詢表3得到修正值,利用差值法計(jì)算得到效率修正值,差值法計(jì)算出的效率值與修正值的差即為額定效率值。

        表2 單級(jí)離心泵效率

        表2中的效率值是ns=120~210時(shí)的數(shù)值,本文中研究的泵的比轉(zhuǎn)速ns=93.54,不在該范圍內(nèi)。

        首先,根據(jù)額定流量值Q=120 m3/h,查詢表2中的效率值,利用插值法計(jì)算效率值。

        Q=100 m3/h時(shí),η=78.0%;Q=150 m3/h時(shí),η=79.8%。利用插值法計(jì)算Q=120 m3/h的效率值:

        然后,根據(jù)比轉(zhuǎn)速ns=93.54,查詢表3中的修正值,利用插值法計(jì)算修正值。

        表3 ns=20~120效率修正值

        ns=90時(shí),Δη=2.0%;ns=95時(shí),Δη=1.5%;利用插值法計(jì)算ns=93.54時(shí)的效率修正值:泵的額定效率值為式(2)與式(3)的差值:

        η=η1-Δη=78.72%-1.86%=76.86%

        2 基于Excel的離心泵額定效率計(jì)算方法

        2.1 計(jì)算過(guò)程

        利用VB編程,把比轉(zhuǎn)速計(jì)算式(1)、表2中給出的單級(jí)離心泵效率值和表3中給出的ns=20~120效率修正值全部編輯到Microsoft Excel 2007表中,實(shí)現(xiàn)離心泵效率的快速計(jì)算功能[2-8]。只需在界面中輸入離心泵的額定流量、揚(yáng)程和轉(zhuǎn)速的數(shù)值,即可快速得到離心泵的額定效率值。

        2.2 計(jì)算用例

        把表1中給出的參數(shù)值輸入編輯好的Excel表格中,快速得到離心泵的額定效率值。如圖1所示。

        圖1 基于Excel的效率快速計(jì)算

        3 兩種計(jì)算方法效果對(duì)比

        現(xiàn)規(guī)定第1節(jié)中所述方法為“方法1”,第2節(jié)中所述方法為“方法2”。在淄博市機(jī)電泵類產(chǎn)品質(zhì)量檢驗(yàn)研究院做如下試驗(yàn):從現(xiàn)有檢驗(yàn)人員中挑選檢驗(yàn)水平相當(dāng)?shù)臋z驗(yàn)人員2名,分別利用“方法1”和“方法2”對(duì)5臺(tái)離心泵的額定效率各計(jì)算1次,5臺(tái)離心泵的參數(shù)如表4所示。另外,再挑選2名檢驗(yàn)人員,其中一名檢驗(yàn)人員進(jìn)行耗時(shí)統(tǒng)計(jì),另外一名檢驗(yàn)人員進(jìn)行錯(cuò)誤統(tǒng)計(jì),2名檢驗(yàn)人員的計(jì)算過(guò)程耗時(shí)和錯(cuò)誤次數(shù)統(tǒng)計(jì)如表5和表6所示。對(duì)比結(jié)果如圖2~3所示。

        表4 離心泵參數(shù)表

        表5 方法1的計(jì)算過(guò)程耗時(shí)和錯(cuò)誤次數(shù)統(tǒng)計(jì)

        表6 方法2的計(jì)算過(guò)程耗時(shí)和錯(cuò)誤次數(shù)統(tǒng)計(jì)

        圖2 耗時(shí)對(duì)比

        以上統(tǒng)計(jì)結(jié)果具有一定的代表性,從圖2和圖3對(duì)比結(jié)果可得出如下結(jié)論:(1)方法2的計(jì)算速度優(yōu)于方法1,方法2中2名檢驗(yàn)人員的耗時(shí)均明顯小于方法1中的耗時(shí);(2)方法2的的計(jì)算正確率高于方法1,方法2的計(jì)算正確率為100%,方法1有時(shí)會(huì)出現(xiàn)錯(cuò)誤。

        圖3 錯(cuò)誤次數(shù)對(duì)比

        4 結(jié)束語(yǔ)

        本文利用強(qiáng)大的Excel計(jì)算功能實(shí)現(xiàn)了離心泵額定效率的快速計(jì)算,該計(jì)算方法不僅能提高離心泵額定效率值的計(jì)算速度,而且還能避免傳統(tǒng)人工手動(dòng)計(jì)算離心泵額定效率過(guò)程中的錯(cuò)誤。實(shí)踐證明,該計(jì)算方法提高了離心泵數(shù)據(jù)處理工作效率,在離心泵檢測(cè)過(guò)程中具有一定的指導(dǎo)和借鑒意義。

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