Origin软件在化工原理离心泵实验教学中的应用

赵　波

(台州学院医药化工学院，浙江　台州　318000)



Origin软件在化工原理离心泵实验教学中的应用

赵波

(台州学院医药化工学院，浙江台州318000)

Origin是—款优秀的数据分析和绘图软件，包括各种完善的数学分析功能。化工原理实验中有大量的数据需要处理并绘图，而使用Origin软件处理化工原理实验数据就能方便、准确和快速，减小实验误差。本文以Origin7.5 为基础，探讨了Origin在离心泵特性曲线测定中的应用，该方法具有简便、快速和可靠等优点，并解决了在同一个图中同时显示具有不同数量级的三条特性曲线的问题。

Origin；离心泵；特性曲线；数据

《化工原理》课程是大学本专科化工类学生必修的一门重要的技术基础课程。《化工原理》课程的一个十分重要的实践性教学环节就是《化工原理实验》[1-2]。通过化工原理实验可以训练学生的实验动手操作能力、理论知识的运用能力以及仪器和仪表的使用能力。同时，在《化工原理实验》课程中，要求学生对大量的实验数据进行分析和处理。目前，大多数实验教材针对实验数据处理所提供的方法基本上是传统图解法，而图解法由于是手工制图，作图步骤比较烦琐，且作图误差较大，这影响了学生对实验数据进行准确而快速的处理。因此，寻求一种简捷、快速和可靠的实验数据处理方法，在实验教学中显得尤其重要[3-4]。离心泵的特性曲线是选择和使用离心泵的重要依据之一，其特性曲线是在恒定转速下泵的扬程He、轴功率Pa及效率η与泵的流量qv之间的关系曲线，它是流体在泵内流动规律的宏观表现形式。由于泵内部流动情况复杂，不能用数学方法计算这一特性曲线，只能依靠实验测定[1]。而离心泵特性曲线的绘制过程中，如何在同一个图中同时显示具有不同数量级的三条特性曲线对学生来说一直是个难点。

Origin软件是美国Microcal公司推出的—款优秀的数据分析和绘图软件，具有强大的数据分析和绘图的功能[5]。如果使用Origin软件处理实验数据就能方便、准确和快速，减小实验误差[6]。本文以Origin7.5 为基础，探讨了Origin软件在化工原理“离心泵特性曲线测定”实验数据处理中的应用。

1　离心泵特性曲线测定实验数据的记录和处理

1.1数据记录

表1离心泵特性曲线测定实验数据

Table1Experimentaldataofmeasurementofcentrifugalpumpcharacteristiccurve

序号流量计读数/(m3/h)转速n/(r/min)电机功率P电/kW真空度p1/MPa出口表压力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数据处理

以第一组数据为例，对实验数据进行计算和处理如下：测压点高度差ΔZ=0.15m，水温32 ℃，水的密度为995.7kg/m3。

离心泵的杨程:

离心泵的轴功率：Pa=0.87P电=0.87×1.660=1.44kW

离心泵的效率：

其余7组数据按照同样的方法进行处理，实验数据处理结果汇总见表2。

表2离心泵特性曲线测定实验数据处理

Table2Dataprocessingofmeasurementofcentrifugalpumpcharacteristiccurve

水温t=32 ℃；水的密度ρ= 995.7kg/m3；平均转速=2747r/min

序号流量qv/(m3/h)流量q'v/(m3/h)扬程He/m扬程H'e/m轴功率Pa/kW轴功率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 软件绘制离心泵特性曲线

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

续表3

414.3717.851.2157.51511.1118.691.0354.5867.0418.790.8343.1773.4518.540.6725.938018.960.560

图曲线

图曲线

图曲线

图4　合并曲线

图5　双Y轴合并曲线

图6　离心泵特性曲线

3　结　语

使用Origin7.5处理“离心泵特性曲线的测定”实验数据，可以代替手工处理过程，用Origin软件处理实验数据，操作简便快捷，准确度高，而且图形美观。只要具有一定计算机基础的学生都容易掌握，而且还能有效地节省学生用于实验数据处理的时间，提高学生的作图能力和绘图质量，同时还有效地锻炼了学生计算机应用能力，有利于提高学生对化工原理实验课的学习兴趣，并提升实验的教学效果。因此，本数据处理方法完全可以应用于化工原理实验的数据处理之中。

[1]史贤林,田恒水,张平.化工原理实验[M].上海:华东理工大学出版社,2005:48-60.

[2]魏科年,马江权,杨德明.论大工程观视角下的化工原理实验体系[J].江苏工业学院学报, 2007,8(4):81-82.

[3]杨明平,黄念东,胡忠于,等.MicrosoftExcel在化工原理实验数据处理中的应用[J].广东化工,2015,42(4):136-137.

[4]王小华,曾翠连,刘志雄,等.Origin处理化工原理实验数据[J].化学工程与装备, 2009(7):237-239.

[5]王宇,胡赟,曹仲义,等.Origin软件在化工原理实验数据拟合中的应用[J].实验技术与管理,2010,27(1):86-88.

[6]周剑平. 精通Origin7.0[M]. 北京:北京航空航天大学出版社,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