Origin軟件在化工原理離心泵實驗教學中的應用

趙　波

(臺州學院醫藥化工學院，浙江　臺州　318000)

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Origin軟件在化工原理離心泵實驗教學中的應用

趙波

(臺州學院醫藥化工學院，浙江臺州318000)

Origin是—款優秀的數據分析和繪圖軟件，包括各種完善的數學分析功能。化工原理實驗中有大量的數據需要處理并繪圖，而使用Origin軟件處理化工原理實驗數據就能方便、準確和快速，減小實驗誤差。本文以Origin7.5 為基礎，探討了Origin在離心泵特性曲線測定中的應用，該方法具有簡便、快速和可靠等優點，并解決了在同一個圖中同時顯示具有不同數量級的三條特性曲線的問題。

Origin；離心泵；特性曲線；數據

《化工原理》課程是大學本專科化工類學生必修的一門重要的技術基礎課程。《化工原理》課程的一個十分重要的實踐性教學環節就是《化工原理實驗》[1-2]。通過化工原理實驗可以訓練學生的實驗動手操作能力、理論知識的運用能力以及儀器和儀表的使用能力。同時，在《化工原理實驗》課程中，要求學生對大量的實驗數據進行分析和處理。目前，大多數實驗教材針對實驗數據處理所提供的方法基本上是傳統圖解法，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，這影響了學生對實驗數據進行準確而快速的處理。因此，尋求一種簡捷、快速和可靠的實驗數據處理方法，在實驗教學中顯得尤其重要[3-4]。離心泵的特性曲線是選擇和使用離心泵的重要依據之一，其特性曲線是在恒定轉速下泵的揚程He、軸功率Pa及效率η與泵的流量qv之間的關系曲線，它是流體在泵內流動規律的宏觀表現形式。由于泵內部流動情況復雜，不能用數學方法計算這一特性曲線，只能依靠實驗測定[1]。而離心泵特性曲線的繪制過程中，如何在同一個圖中同時顯示具有不同數量級的三條特性曲線對學生來說一直是個難點。

Origin軟件是美國Microcal公司推出的—款優秀的數據分析和繪圖軟件，具有強大的數據分析和繪圖的功能[5]。如果使用Origin軟件處理實驗數據就能方便、準確和快速，減小實驗誤差[6]。本文以Origin7.5 為基礎，探討了Origin軟件在化工原理“離心泵特性曲線測定”實驗數據處理中的應用。

1　離心泵特性曲線測定實驗數據的記錄和處理

1.1數據記錄

表1離心泵特性曲線測定實驗數據

Table1Experimentaldataofmeasurementofcentrifugalpumpcharacteristiccurve

序號流量計讀數/(m3/h)轉速n/(r/min)電機功率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數據處理

以第一組數據為例，對實驗數據進行計算和處理如下：測壓點高度差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組數據按照同樣的方法進行處理，實驗數據處理結果匯總見表2。

表2離心泵特性曲線測定實驗數據處理

Table2Dataprocessingofmeasurementofcentrifugalpumpcharacteristiccurve

水溫t=32 ℃；水的密度ρ= 995.7kg/m3；平均轉速=2747r/min

序號流量qv/(m3/h)流量q'v/(m3/h)揚程He/m揚程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　語

使用Origin7.5處理“離心泵特性曲線的測定”實驗數據，可以代替手工處理過程，用Origin軟件處理實驗數據，操作簡便快捷，準確度高，而且圖形美觀。只要具有一定計算機基礎的學生都容易掌握，而且還能有效地節省學生用于實驗數據處理的時間，提高學生的作圖能力和繪圖質量，同時還有效地鍛煉了學生計算機應用能力，有利于提高學生對化工原理實驗課的學習興趣，并提升實驗的教學效果。因此，本數據處理方法完全可以應用于化工原理實驗的數據處理之中。

[1]史賢林,田恒水,張平.化工原理實驗[M].上海:華東理工大學出版社,2005:48-60.

[2]魏科年,馬江權,楊德明.論大工程觀視角下的化工原理實驗體系[J].江蘇工業學院學報, 2007,8(4):81-82.

[3]楊明平,黃念東,胡忠于,等.MicrosoftExcel在化工原理實驗數據處理中的應用[J].廣東化工,2015,42(4):136-137.

[4]王小華,曾翠連,劉志雄,等.Origin處理化工原理實驗數據[J].化學工程與裝備, 2009(7):237-239.

[5]王宇,胡赟,曹仲義,等.Origin軟件在化工原理實驗數據擬合中的應用[J].實驗技術與管理,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