Excel在離心泵額定效率計(jì)算中的應(yīng)用

張 勝，喬金宇

（1.淄博市產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)所，山東 淄博 255000；2.淄博市機(jī)電泵類產(chǎn)品質(zhì)量檢驗(yàn)研究院，山東 淄博 255200）

0 引言

離心泵額定效率是離心泵非常重要的一個(gè)技術(shù)指標(biāo)，在離心泵試驗(yàn)過程中非常重要。離心泵試驗(yàn)后對數(shù)據(jù)計(jì)算處理，實(shí)測效率值與額定效率值做對比，實(shí)測效率值的高低直接反映離心泵性能質(zhì)量狀況。

標(biāo)準(zhǔn)GB/T 13007－2011中給出了離心泵額定效率的兩種獲得方法［1］：（1）根據(jù)離心泵的額定流量、揚(yáng)程和轉(zhuǎn)速，得出比轉(zhuǎn)速，查詢標(biāo)準(zhǔn)中給出的不同比轉(zhuǎn)速下離心泵效率曲線，即可得到額定效率值；（2）根據(jù)離心泵額定流量值，結(jié)合標(biāo)準(zhǔn)中給出的效率值表，得到效率計(jì)算值，然后再根據(jù)比轉(zhuǎn)速值，結(jié)合標(biāo)準(zhǔn)中給出的效率修正值表，計(jì)算得到效率修正值，效率計(jì)算值與效率修正值的差值即為額定效率值。兩種方法比較：第一種方法的額定效率值是在曲線上查找得到，第二種方法的額定效率值是計(jì)算得到，因此第二種方法得到的額定效率值較為準(zhǔn)確。本文對第二種方法中涉及的計(jì)算過程如何實(shí)現(xiàn)快速計(jì)算進(jìn)行研究。

1 離心泵額定效率計(jì)算方法

1.1 計(jì)算過程

離心泵額定效率值計(jì)算方法：根據(jù)額定流量值，查詢標(biāo)準(zhǔn)GB/T 13007－2011中的效率值表格，利用插值法計(jì)算得到效率值；然后再根據(jù)離心泵的額定流量、揚(yáng)程和轉(zhuǎn)速，計(jì)算得到比轉(zhuǎn)速，查詢標(biāo)準(zhǔn)GB/T 13007－2011中的效率修正值表格，得到效率的修正值；最后，插值法計(jì)算得到的效率值減去效率的修正值，即為離心泵的額定效率值。顯然這種計(jì)算方法比較繁瑣，計(jì)算過程容易出錯(cuò)。

1.2 計(jì)算用例

本文以單級單吸離心泵為例進(jìn)行研究。某一單級單吸離心泵最高效率點(diǎn)性能參數(shù)如表1所示。

表1 某一單級單吸離心泵性能參數(shù)

1.2.1 計(jì)算比轉(zhuǎn)速

比轉(zhuǎn)速的計(jì)算如下所示：

式中：n為額定轉(zhuǎn)速，r/min；Q為額定流量，m3/h；H為額定揚(yáng)程，m。

把表1中的性能參數(shù)代入式（1）中，得到比轉(zhuǎn)速ns=93.54。

1.2.2 差值法計(jì)算額定效率值

標(biāo)準(zhǔn)GB/T 13007－2011中給出了單級離心泵效率和ns=20~120效率修正值，如表2和表3所示。如果計(jì)算出的比轉(zhuǎn)速在表2規(guī)定的范圍內(nèi)，可通過表2中的數(shù)值，利用差值法直接計(jì)算得到額定效率值；如果計(jì)算出的比轉(zhuǎn)速不在表2規(guī)定的范圍內(nèi)，首先通過表2中的數(shù)值，利用差值法計(jì)算得到效率值，然后根據(jù)計(jì)算出的比轉(zhuǎn)速，查詢表3得到修正值，利用差值法計(jì)算得到效率修正值，差值法計(jì)算出的效率值與修正值的差即為額定效率值。

表2 單級離心泵效率

表2中的效率值是ns=120~210時(shí)的數(shù)值，本文中研究的泵的比轉(zhuǎn)速ns=93.54，不在該范圍內(nèi)。

首先，根據(jù)額定流量值Q=120 m3/h，查詢表2中的效率值，利用插值法計(jì)算效率值。

Q=100 m3/h時(shí)，η=78.0%；Q=150 m3/h時(shí)，η=79.8%。利用插值法計(jì)算Q=120 m3/h的效率值：

然后，根據(jù)比轉(zhuǎn)速ns=93.54，查詢表3中的修正值，利用插值法計(jì)算修正值。

表3 ns=20~120效率修正值

ns=90時(shí)，Δη＝2.0%；ns=95時(shí)，Δη＝1.5%；利用插值法計(jì)算ns=93.54時(shí)的效率修正值：泵的額定效率值為式（2）與式（3）的差值：

η=η1-Δη=78.72%-1.86%=76.86%

2 基于Excel的離心泵額定效率計(jì)算方法

2.1 計(jì)算過程

利用VB編程，把比轉(zhuǎn)速計(jì)算式（1）、表2中給出的單級離心泵效率值和表3中給出的ns=20~120效率修正值全部編輯到Microsoft Excel 2007表中，實(shí)現(xiàn)離心泵效率的快速計(jì)算功能［2－8］。只需在界面中輸入離心泵的額定流量、揚(yáng)程和轉(zhuǎn)速的數(shù)值，即可快速得到離心泵的額定效率值。

2.2 計(jì)算用例

把表1中給出的參數(shù)值輸入編輯好的Excel表格中，快速得到離心泵的額定效率值。如圖1所示。

圖1 基于Excel的效率快速計(jì)算

3 兩種計(jì)算方法效果對比

現(xiàn)規(guī)定第1節(jié)中所述方法為“方法1”，第2節(jié)中所述方法為“方法2”。在淄博市機(jī)電泵類產(chǎn)品質(zhì)量檢驗(yàn)研究院做如下試驗(yàn)：從現(xiàn)有檢驗(yàn)人員中挑選檢驗(yàn)水平相當(dāng)?shù)臋z驗(yàn)人員2名，分別利用“方法1”和“方法2”對5臺離心泵的額定效率各計(jì)算1次，5臺離心泵的參數(shù)如表4所示。另外，再挑選2名檢驗(yàn)人員，其中一名檢驗(yàn)人員進(jìn)行耗時(shí)統(tǒng)計(jì)，另外一名檢驗(yàn)人員進(jìn)行錯(cuò)誤統(tǒng)計(jì)，2名檢驗(yàn)人員的計(jì)算過程耗時(shí)和錯(cuò)誤次數(shù)統(tǒng)計(jì)如表5和表6所示。對比結(jié)果如圖2～3所示。

表4 離心泵參數(shù)表

表5 方法1的計(jì)算過程耗時(shí)和錯(cuò)誤次數(shù)統(tǒng)計(jì)

表6 方法2的計(jì)算過程耗時(shí)和錯(cuò)誤次數(shù)統(tǒng)計(jì)

圖2 耗時(shí)對比

以上統(tǒng)計(jì)結(jié)果具有一定的代表性，從圖2和圖3對比結(jié)果可得出如下結(jié)論：（1）方法2的計(jì)算速度優(yōu)于方法1，方法2中2名檢驗(yàn)人員的耗時(shí)均明顯小于方法1中的耗時(shí)；（2）方法2的的計(jì)算正確率高于方法1，方法2的計(jì)算正確率為100%，方法1有時(shí)會(huì)出現(xiàn)錯(cuò)誤。

圖3 錯(cuò)誤次數(shù)對比

4 結(jié)束語

本文利用強(qiáng)大的Excel計(jì)算功能實(shí)現(xiàn)了離心泵額定效率的快速計(jì)算，該計(jì)算方法不僅能提高離心泵額定效率值的計(jì)算速度，而且還能避免傳統(tǒng)人工手動(dòng)計(jì)算離心泵額定效率過程中的錯(cuò)誤。實(shí)踐證明，該計(jì)算方法提高了離心泵數(shù)據(jù)處理工作效率，在離心泵檢測過程中具有一定的指導(dǎo)和借鑒意義。