李衛(wèi)宏，劉　達(dá)

(大慶師范學(xué)院 化學(xué)工程學(xué)院，黑龍江 大慶 163712)

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Origin軟件在化工原理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理中的應(yīng)用

李衛(wèi)宏，劉達(dá)

(大慶師范學(xué)院 化學(xué)工程學(xué)院，黑龍江 大慶 163712)

摘要：Origin是專業(yè)函數(shù)繪圖軟件，具有強(qiáng)大的數(shù)據(jù)分析和科研繪圖功能。本文以化工原理實(shí)驗(yàn)離心泵特性曲線測定實(shí)驗(yàn)為例，探討了Origin軟件在實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理中的應(yīng)用，解決了離心泵特性曲線繪制時(shí)一個(gè)圖內(nèi)顯示多個(gè)曲線的問題。

關(guān)鍵詞：離心泵實(shí)驗(yàn)；Origin；數(shù)據(jù)處理

化工原理實(shí)驗(yàn)是化工類專業(yè)及其他相關(guān)專業(yè)學(xué)生的一門專業(yè)基礎(chǔ)課，實(shí)驗(yàn)中因其測定數(shù)據(jù)多、數(shù)值大、計(jì)算繁雜成為學(xué)生學(xué)習(xí)時(shí)的難點(diǎn)[1]。離心泵特性曲線的測定是化工原理實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目之一，實(shí)驗(yàn)在一定轉(zhuǎn)數(shù)下，測定離心泵的壓頭、功率、效率與流量的關(guān)系，要求學(xué)生繪制出離心泵特性曲線即一定轉(zhuǎn)速下H～Q、N～Q、η～Q曲線。對于該實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理，多年來學(xué)生一直采用坐標(biāo)紙手工作圖，耗時(shí)長誤差大[2]。

Origin軟件是美國Origin Lab公司開發(fā)的基于Windows平臺下的專業(yè)數(shù)據(jù)分析和工程繪圖軟件，具有強(qiáng)大的繪圖分析功能[3]。本文旨在利用Origin 軟件的強(qiáng)大功能對化工原理實(shí)驗(yàn)的后續(xù)數(shù)據(jù)處理進(jìn)行應(yīng)用研究，從而減輕學(xué)生處理數(shù)據(jù)的負(fù)擔(dān)，提高了學(xué)生繪圖的準(zhǔn)確性和實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理能力[4]。

1離心泵特性曲線測定實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理

1.1原始數(shù)據(jù)整理結(jié)果

泵進(jìn)出口測壓點(diǎn)高度差H0= 0.11m ，流體溫度t= 20.1℃，以第2組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)為例進(jìn)行計(jì)算：

流量：Q=1.8m3/h=5×10-4m3/s

軸功率：N=N電×k=0.94×0.95=0.89Kw

換算為額定轉(zhuǎn)速2900r/min下的數(shù)據(jù)為：

表1　實(shí)驗(yàn)原始數(shù)據(jù)記錄表

1.2實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理結(jié)果

對實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)按比例校核轉(zhuǎn)速后，得到不同流量下的泵揚(yáng)程、軸功率和效率，見表2。

表2　實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理結(jié)果

2利用Origin軟件處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)

2.1H～Q、N～Q、η～Q曲線繪制及擬合

根據(jù)校核轉(zhuǎn)速后，不同流量下的泵揚(yáng)程、軸功率和效率數(shù)據(jù)分別作出 H′～Q′、N′～Q′、η′～Q′曲線并分別擬合。以H′～Q′為例做法如下：

將H′～Q′數(shù)據(jù)復(fù)制到Origin中，以H’為Y軸、Q′為X軸，點(diǎn)擊Line+Symbol命令作出圖1。選中曲線，選擇Analysis菜單下Fitting│Fit Polynomial命令對H′～Q′進(jìn)行二次多項(xiàng)式擬合，擬合參數(shù)見表3，得到擬合后的結(jié)果見圖2。

表3　H′～Q′曲線擬合參數(shù)

圖1　H′～Q′曲線　　　　　　　　　　　　　　　　　圖2　擬合的H′～Q′曲線

同樣的方法擬合N′～Q′、η′～Q′曲線得到圖3、圖4。

圖3　擬合后N′～Q′曲線　　　　　　　　　　　　　　圖4　擬合后η′～Q′曲線

2.2合并三條特性曲線在同一圖中

選中三條待合并曲線，點(diǎn)擊Merge工具，如圖5，彈出設(shè)置對話框，保持默認(rèn)設(shè)置即可。

調(diào)整坐標(biāo)軸位置，得到如圖6。

圖5　合并曲線

3結(jié)語

Origin作圖方法不僅方便快捷、準(zhǔn)確度高，而且圖形美觀。利用Origin軟件在實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理中的應(yīng)用，可以使學(xué)生從繁雜的數(shù)據(jù)計(jì)算和手工繪圖作業(yè)中解放出來，專注于對離心泵特性曲線測定實(shí)驗(yàn)原理的掌握和結(jié)果的分析討論，提高作圖能力，有效鍛煉計(jì)算機(jī)應(yīng)用能力，有利于學(xué)生減少人為誤差，提高學(xué)習(xí)效率和計(jì)算機(jī)應(yīng)用的興趣，提升實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果。Origin軟件不僅可以應(yīng)用于化工原理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理中，還可應(yīng)用于化工原理課程設(shè)計(jì)中，如精餾塔設(shè)計(jì)中負(fù)荷性能圖的繪制等。將計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)處理軟件與化工原理實(shí)驗(yàn)相結(jié)合，縮短學(xué)生撰寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告的時(shí)間，提高學(xué)生數(shù)據(jù)處理和繪圖質(zhì)量是化工原理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的必然趨勢。

[參考文獻(xiàn)]

[1] 劉寶亮，曹桂萍.Origin軟件在精餾實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理中的應(yīng)用[J].化工高等教育，2015，141 (1):90-93.

[2] 陳國奮，陳秀宇，余美瓊．Origin在化工原理離心泵特性曲線測定中的應(yīng)用[J].福建師大福清分校學(xué)報(bào)，2012(5)：62-68．

[3] 麻曉霞，郭建欣．Origin軟件在化工原理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理中的應(yīng)用[J].廣州化工，2012，40(9)：251-252，259．

[4] 王茂華，周芙，張波.Origin8.0 軟件在化工原理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理中的應(yīng)用[J].廣州化工，2013，41(17)：209-212.

中圖分類號：G642.0

文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A

文章編號：2095-0063(2015)06-0111-03

收稿日期：2015-07-28

基金項(xiàng)目：大慶師范學(xué)院教育教學(xué)改革專項(xiàng)項(xiàng)目(JYKYZX-2014-07)。

作者簡介：李衛(wèi)宏(1970-)，女，遼寧寬甸人，大慶師范學(xué)院化學(xué)工程學(xué)院教授，從事化工原理教學(xué)與油田化學(xué)研究。

DOI10.13356/j.cnki.jdnu.2095-0063.2015.06.029