基于VB编程的往复泵性能实验数据曲线绘制

２００６年第８期　中图分类号：ＴＰ３１１．５２　文献标识码：Ａ　文章编号：１００９—２５５２（２００６）０８—０１１６—０２　基于ＶＢ编程的往复泵性能实验数据曲线绘制　曲忠伟，关维娟　（安徽理工大学，淮南２３２００１）　摘要：性能曲线可直观地反映往复泵运行工况及其特性，传统的绘制方法工作量大，且效率　低。现利用ＶＢ编程，对往复泵性能实验数据进行自动处理和计算，进而采用最小二乘法进行数　据拟合，绘制出往复泵性能曲线，可快速进行往复泵的性能曲线绘制，大大提高了效率。　关键词：往复泵；性能实验；性能曲线；最小二乘法；ＶＢ６．０　Ｄｒａｗｉｎｇ　ｆｏｒ　ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ　ｄａｔａ　ｃｕｒｖｅｓ　ｏｆ　ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ　０ｆ　ｒｅｃｉｐｒｏｃａｔｉｎｇ　ｐｕｍｐ　ｕｓｉｎｇ　ＶＢ　９０　Ｚｈｏｎｇ．ｗｅｉ．ＧＵＡＮ　Ｗｅｉ－ｊｕａｎ　（　吐Ｕｎｉｖｅ￣ｔｙ　ｏｆＳｃｉｅｎｃｅ　ａｎｄ　Ｔｅｄｍｏｌｏｇｙ，ｌｔｕａｉｎａｎ　２３２００１，Ｏｌｌｎａ）　Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ　ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ　ｃｕｒｖｅｓ出∞ｅｃｄｙ　ｒｅｆｌｅｃｔ　ｔｈｅ　ｎｍｎｉｎｇ　ｓｔａｔｕｓ　ｏｆ　ｒｅｃｉｐｒｏｃａｔｉｎｇ　ｐｕｍｐ　ａｎｄ　ｉｔｓ　ｆｅａｔｕｒｅｓ；　ｔｈｅ　ｔｒａｄｉｔｉｏｎａｌ　ｄｌ　１ｇ　ｍｅｔｈｏｄ　ｈａｓ　ｔｈｅ　ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ，ａ　ｇｒｅａｔ　ｄｅａｌ　ｏｆ　ｗｏｒｋ　ａｎｄ　ｌｏｗ　ｅｆｉｆｃｉｅｎｃｙ．Ｔｈｉｓ　ｐａｐｅｒ　ｐｒｅｓｅｎｔｓ　ｔｈｅ　ａｕｔｏｍａｔｉｃ　ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ　ｎａｄ　ｃｏｍｐｕｔａｔｉｏｎ　ｆｏｒ　ｈｔｅ　ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ　ｏｆ　ｒｅｃｉｐｒｏｃａｔｉｎｇ　ｐｕｍｐ　ｕ￣ｉｇｎ　ＶＢ，ｉｆｓｔ　ｈｔｅ　ｄａｔａ　ｂｙ　ｍｅｔｈｏｄ　ｏｆ　ｌｅａｓｔ　ｓｑｕａｒｅ，ａｎｄ　ｄｒａｗｓ　ｔｈｅ　ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ　ｃｌｌｒｖ￣ｏｆ　ｒｅｃｉｐｒｏｃａｔｉｎｇ　ｐｕｍｐ．Ｔｈｅ　ｄｒａｗｉｇｎ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ　ｃｕｒｖｅｓ　ｆｏｒ　ｈｔｅ　ｒｅｃｉｐｒｏｃａｔｉｎｇ　ｐｕｍｐ　ｈａｓ　ｈｉｓｈ　ｓｐＩｅｅｄ，ｉｔ　ｉｍｐｒｏｖｅｓ　ｔｈｅ　ｅｆｉｆｃｉｅｎｃｙ．　Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：ｒｅｃｉｐｒｏｃａｔｉｎｇ　ｐｕｍｐ；ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ　ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ；ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ　ｃｕｒｖｅｓ；ｌｅａｓｔ　ｍｅｔｈｏｄ；ＶＢ６．０　０　引言　小的变化），然后改变泵出口压力大小，得到对应的　往复泵在设计过程中以及出厂前均要进行性能　流量Ｑ、泵速１７，，以及轴功率』ｖ数据点，将所得数据　实验，以保证其安全经济地运行。泵的性能曲线是　点用光滑曲线连接起来，即可绘制出各性能曲线。通　指利用实验测试到的数据，经过计算、处理后绘制的　常为了保证性能曲线的正常绘制，所测得的数据点　额定泵速下的流量、功率、泵效率与压差的关系曲　不应小于６个。当实验泵速与额定泵速不同时，轴功　线，以及实验工况下泵速与压差的关系曲线。通过　率应按（１）式计算：　性能曲线能够较为形象的反映往复泵的运行工况及　』ｖ　＝Ｎ＿ｍ×１７，　／ｎ　（１）　其特性，同时也可以分析往复泵内部的流动情况，为　式中：』ｖ　为额定泵速下的输入功率，单位是ｋｗ；　产品的改进设计提供依据。　１７，　为额定泵速。　以往是在一定工作压力下通过实验测得往复泵　泵的效率可用（２）式换算：　实际流量ｐ，泵速ｎ，以及轴功率』ｖ，进而求出效率　＝（Ｑ／Ｑ　）×１００％　（２）　刀，并手工绘制性能曲线。由于要进行实验数据的　式中：　为泵的容积效率；　处理和换算，工作量较大，效率低。通过计算机编　Ｑ　为在试验泵速下的理论流量，单位是ｌ＿／ｍｉｎ；　程，实现往复泵性能实验曲线的自动绘制，可大大降　低绘制工作量，提高工作效率。本文详细介绍利用　２性能曲线绘制　Ｖｉｓｕａｌ　Ｂａｓｉｃ６．０编程，开发往复泵性能实验曲线绘制　由于曲线绘制中用到大量实验数据，进行系统　软件的方法和过程。　收稿日期：２Ｏ０６一Ｏｌ一１２　ｌ软件设计思想　作者简介：曲忠伟（１９７８一），男，毕业于东北林业大学，现为安徽理　实验中，将泵的转速１７，保持基本稳定（实际上有　工大学数理系教师。　一ｌ１６一　维普资讯 http://www.cqvip.com

的管理是必要的，考虑到Ａｃｃｅｓｓ的易用性和编程要　求，所有数据均以该数据库格式存储，数据库的访问　找出一组数据的最大值　ＭＡＸ、最小值ＭＩＮ　采用ＡＤＯ数据库接口。性能曲线拟合的算法很多，　如指数拟合、正交多项式拟合以及切比雪夫拟合等　等。选用何种方式来进行曲线拟合，应根据原始数据　所描绘的图形来决定。对于高压往复泵来说，其特征　Ｉ　建立坐标系　ｌ　确定坐标长度值Ｌｘ，ＬＹ　曲线多为抛物线型，所以我们采用了最小二乘法来拟　合曲线。下面对最小二乘法拟合曲线加以说明。　２．１最小二乘法　用最小二乘法求给定数据点的拟合多项式，为已　知ｎ个数据点（　，Ｙ　）（　＝Ｏ，１，…，ｎ一１），求／ｎ一１次　最小二乘拟合多项式问题：　Ｐｍ一１（　）＝ａ０＋ａ１　＋ａ２　＋…＋ａｍ一１　ｍ－１（３）　其中ｍ　ｓ　ｎ且ｍ　ｓ　２０。由于拟合多项式的次数越　高，其拟合精度未必越高，因此，在本函数中允许的　拟合次数最高为１９，即ｍ的最大值为２０，按照上面　的原理用ＶＢ编程实现实验数据的拟合，进而绘制　曲线和坐标框图，软件的流程如图１、图２所示。　２．２程序主要功能　本程序主要实现往复泵性能曲线绘制，同时具　有其它的辅助功能：　（１）利用实验数据绘制往复泵性能曲线，并可根　据实验数据的数值大小动态调整坐标区域的范围，　以保证曲线的正常绘制，并用不同的颜色区分各性　能曲线。　（２）可以调整曲线的拟合次数，以达到最佳的拟　合精度。　’（３）除了可以利用刚刚得到实验数据直接绘制　性能曲线外，还可以调用以前的历史数据绘制性能　曲线，达到研究比较的目的。　（４）可以随时将性能曲线打印出来，作为资料保存。　２．３程序应用实例　我们以某往复泵为例，型号为ＸＰ２—５００—３，额　定流量１８５Ｌ／ｍｉｎ，额定转速４１０ｒｐｍ，额定工作压力　２５ＮＰａ。实验介质为普通水，实验数据见表ｌ所示，　运用所编软件绘制的性能曲线如图３所示。　表１实验数据　序号流量（ｕＩＩ，ｉｎ）压力（Ⅷ，ａ）轴功率（ｋｗ）泵效率（％）转速（１１．Ⅲ）　ｌ　１８５．０　０　８　Ｏ．Ｏ　４０８　Ｊ　计算坐标单位　Ｈ＝（ＭＡＸ－ＩｄＩＮ）／Ｆ　Ｆ为坐标轴长度等份数　ｌ　变换坐标ｔＥ例　Ｋ１＝ＬＸ／（ＭＡＸ（Ｘ）－ＭＩＮ（Ｘ））　Ｋ２＝ＬＹ／（ＭＡＸ（Ｘ）一ＭＩＮ（Ｘ））　Ｊ　定原点　Ｉ　绘制坐标轴　ｆ　Ｉ　打印坐标　ＭＩＮ＋（ＭＡＸ—ＭＩＮ）／Ｆ　Ｉ　回原点　Ｉ　返回　图１坐标绘制框图　图２曲线绘制框图　根据图中的性能曲线可以直观的看出往复泵的　运行性能，用户可以随时调整拟合次数，来使拟合效　果达到最佳。选择打印输出可以将性能曲线打印出　来，作为水泵的技术资料提供给用户或存档。　（下转第ｌ２ｌ页）　一１　１７一　维普资讯 http://www.cqvip.com

油工业出版社，１９９４．　［２］宋治．油层套管损坏原因分析及预防措施［Ｊ］．石油学报，１９８７，　８（２）：１０１—１０７．　［３］马明建，周长城．数据采集与处理技术［Ｍ］．西安交通大学出版　社，２ＯＯ０．　［４］吴传志，杨秀文，林琼，等．应用概率统计［Ｍ］．重庆：重庆大学　出版社，２ＯＯ３．　责任编辑：么丽苹　（上接第１１７页）　图２打印预览图　系统可实现对现场数据的实时解释，解释结果　可以曲线或文字形式显示、打印或保存。曲线形式　直观，便于解释人员对解释结果的理解和判断；文字　形式直接，便于解释人员对解释结果的确定和总结，　解释结果的曲线形式和文字形式屏幕显示如图３和　图４所示。　图３往复泵性能曲线效果图　３　结束语　以Ｖｉｓｕａｌ　Ｂａｓｉｃ语言编程，利用最ｄｘ－－乘法拟合　图３解释系统解释结果曲线形式屏幕显示　曲线，实现了往复泵性能实验数据曲线的自动计算　和绘制。该程序通用性强，操作简便、易于修改，稍　作处理即可用于其它类型流体机械的性能曲线绘　磐叠　释　蠹　．　．　制，具有一定的实用价值。　井一ｔ　■————。舞　鼻嘲　嗡　—一参考文献：　一　＾　‘　ｘ　瑚　ＩＩ｜ｉｌ蠢　——一ｘ　［１］赵胜，赵振东，叶长根，等．往复泵设计［Ｍ］．北京：机械工业出　ｔ－　■■—一　版社，１９８３．　［２］张韵华，奚梅成，陈长松，等．数值计算方法和算法［Ｍ］．北京：　科学出版社，２Ｏ００．　［３］潘地林，陈清华，等．Ｖｉｓｕａｌ　Ｂａｓｉｃ程序设计教程［Ｍ］．合肥：中国　科学技术大学出版社，２ＯＯ５．　图４解释系统解释结果文字形式屏幕显示　［４］详实翻译组．Ｖｉｓｕａｌ　Ｂａｓｉｃ　６．０技术内幕［Ｍ］．北京：机械工业出　该系统已开发完成并通过实际应用对比，解释　版社。１９９９．　准确率等各项指标均达到设计要求，且使用方便，效　［５］朱守成．机动往复泵试验方法［Ｍ］．往复泵标准汇编（一），１９９１．　果良好。　［６］徐士良．ｃ语言常用算法集［Ｍ］．清华大学出版社，１９９４．　参考文献：　责任编辑：么丽苹　Ｅ１］王仲茂，卢万恒．油水井套管损坏的机理及防治［Ｍ］．北京：石　一ｌ２ｌ一