Origin软件在化工原理实验数据处理中的应用
2016-01-26李卫宏
李卫宏,刘 达
(大庆师范学院 化学工程学院,黑龙江 大庆 163712)
Origin软件在化工原理实验数据处理中的应用
李卫宏,刘达
(大庆师范学院 化学工程学院,黑龙江 大庆 163712)
摘要:Origin是专业函数绘图软件,具有强大的数据分析和科研绘图功能。本文以化工原理实验离心泵特性曲线测定实验为例,探讨了Origin软件在实验数据处理中的应用,解决了离心泵特性曲线绘制时一个图内显示多个曲线的问题。
关键词:离心泵实验;Origin;数据处理
化工原理实验是化工类专业及其他相关专业学生的一门专业基础课,实验中因其测定数据多、数值大、计算繁杂成为学生学习时的难点[1]。离心泵特性曲线的测定是化工原理实验基础实验项目之一,实验在一定转数下,测定离心泵的压头、功率、效率与流量的关系,要求学生绘制出离心泵特性曲线即一定转速下H~Q、N~Q、η~Q曲线。对于该实验数据的处理,多年来学生一直采用坐标纸手工作图,耗时长误差大[2]。
Origin软件是美国Origin Lab公司开发的基于Windows平台下的专业数据分析和工程绘图软件,具有强大的绘图分析功能[3]。本文旨在利用Origin 软件的强大功能对化工原理实验的后续数据处理进行应用研究,从而减轻学生处理数据的负担,提高了学生绘图的准确性和实验数据的处理能力[4]。
1离心泵特性曲线测定实验数据处理
1.1原始数据整理结果
泵进出口测压点高度差H0= 0.11m ,流体温度t= 20.1℃,以第2组实验数据为例进行计算:
流量:Q=1.8m3/h=5×10-4m3/s
轴功率:N=N电×k=0.94×0.95=0.89Kw
换算为额定转速2900r/min下的数据为:
表1 实验原始数据记录表
1.2实验数据处理结果
对实验数据按比例校核转速后,得到不同流量下的泵扬程、轴功率和效率,见表2。
表2 实验数据处理结果
2利用Origin软件处理实验数据
2.1H~Q、N~Q、η~Q曲线绘制及拟合
根据校核转速后,不同流量下的泵扬程、轴功率和效率数据分别作出 H′~Q′、N′~Q′、η′~Q′曲线并分别拟合。以H′~Q′为例做法如下:
将H′~Q′数据复制到Origin中,以H’为Y轴、Q′为X轴,点击Line+Symbol命令作出图1。选中曲线,选择Analysis菜单下Fitting│Fit Polynomial命令对H′~Q′进行二次多项式拟合,拟合参数见表3,得到拟合后的结果见图2。
表3 H′~Q′曲线拟合参数
图1 H′~Q′曲线 图2 拟合的H′~Q′曲线
同样的方法拟合N′~Q′、η′~Q′曲线得到图3、图4。
图3 拟合后N′~Q′曲线 图4 拟合后η′~Q′曲线
2.2合并三条特性曲线在同一图中
选中三条待合并曲线,点击Merge工具,如图5,弹出设置对话框,保持默认设置即可。
调整坐标轴位置,得到如图6。
图5 合并曲线
3结语
Origin作图方法不仅方便快捷、准确度高,而且图形美观。利用Origin软件在实验数据处理中的应用,可以使学生从繁杂的数据计算和手工绘图作业中解放出来,专注于对离心泵特性曲线测定实验原理的掌握和结果的分析讨论,提高作图能力,有效锻炼计算机应用能力,有利于学生减少人为误差,提高学习效率和计算机应用的兴趣,提升实验教学效果。Origin软件不仅可以应用于化工原理实验数据处理中,还可应用于化工原理课程设计中,如精馏塔设计中负荷性能图的绘制等。将计算机数据处理软件与化工原理实验相结合,缩短学生撰写实验报告的时间,提高学生数据处理和绘图质量是化工原理实验教学的必然趋势。
[参考文献]
[1] 刘宝亮,曹桂萍.Origin软件在精馏实验数据处理中的应用[J].化工高等教育,2015,141 (1):90-93.
[2] 陈国奋,陈秀宇,余美琼.Origin在化工原理离心泵特性曲线测定中的应用[J].福建师大福清分校学报,2012(5):62-68.
[3] 麻晓霞,郭建欣.Origin软件在化工原理实验数据处理中的应用[J].广州化工,2012,40(9):251-252,259.
[4] 王茂华,周芙,张波.Origin8.0 软件在化工原理实验数据处理中的应用[J].广州化工,2013,41(17):209-212.
中图分类号:G642.0
文献标识码:A
文章编号:2095-0063(2015)06-0111-03
收稿日期:2015-07-28
基金项目:大庆师范学院教育教学改革专项项目(JYKYZX-2014-07)。
作者简介:李卫宏(1970-),女,辽宁宽甸人,大庆师范学院化学工程学院教授,从事化工原理教学与油田化学研究。
DOI10.13356/j.cnki.jdnu.2095-0063.2015.06.029