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通风机气动性能测试及数据处理分析研究

作　者: 杨会明
导　师: 谢贤平
学　校: 昆明理工大学
专　业: 安全技术及工程
关键词: 通风机 Matlab Excel 性能曲线误差分析
分类号: TD441
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要

通风机在地下矿山及其它领域应用广泛,通风机安全、可靠、高效运行成为保证正常生产的重要一环,为此,必须对通风机性能有清楚的了解。经过多年的发展,风机测试技术在不断地发展和进步,风机的测试技术经历了从手工测定,计算绘图到计算机辅助完成部分功能,再到自动测试系统的不断发展历程。随着计算机技术的发展,计算机技术在风机性能测试领域的应用越来越广泛。本文对通风机空气动力性能的测试进行了研究,分析比较了不同测试仪器和测试方法的特点；对常用的测试数据的处理方法进行了总结,并提出了可以采用Excel调用Matlab的方法来实现测试数据处理和性能曲线绘制,并对如何改进Matlab的曲线绘制效果方面进行了研究,对风机性能曲线的各种常用数值分析方法进行了比较分析,对测试误差进行了分析。本文在借鉴前人已有成果的基础上,通过研究得出以下结论：1、随着计算机技术的发展,采用计算机控制的自动测试系统将会得到更加广阔的应用和发展。2、采用Excel调用Matlab的方法来实现测试数据处理、绘图和图形分析的方法,具有编程简单、算法稳定、计算精度高、图形美观、便于比较和分析的特点。3、对于最为常用的最小二乘法拟合风机性能曲线,通过分析认为一般情况下2次拟合难以取得最佳效果,拟合次数一般应从3次开始选取。当测试和数据处理满足一定准确性条件时,最佳拟合效果的次数会高于传统的2-5次。4、当存在测试误差或计算误差时,插值法并非是一种理想的风机性能曲线数值分析方法。就现有科技水平,这种误差难以完全避免,所以,一般来说合理选取的逼近法曲线绘制效果相对更为理想。5、采用同一种数值分析方法,不同组数据绘制出的曲线是不同的,但影响并不是十分明显,重要的是提高测试和数据处理的准确性。6、通过分析测试各环节误差产生的原因提出了减小和消除误差的措施。通过分析认为由于制造安装质量、加装设备、运行环境、测试仪器、测试方法、数据处理及绘图方法等影响因素不同会导致实测性能曲线和理论性能曲线一般都存在差别,为真实获得通风机性能曲线,需要通过定期实测。

全文目录

摘要  3-4
ABSTRACT  4-6
目录  6-9
第一章绪论  9-18
  1.1 概述  9-10
  1.2 通风机空气动力性能测试综述  10-15
    1.2.1 测试技术发展  10-13
    1.2.2 测试仪器发展  13-14
    1.2.3 风机性能曲线绘制方法  14
    1.2.4 测试误差研究发展  14-15
  1.3 通风机气动性能测试数据分析存在的问题  15-16
  1.4 本文研究的主要内容及目的意义  16-17
  1.5 本文研究的技术路线  17-18
第二章通风机气动性能数据测试及分析  18-31
  2.1 概述  18
  2.2 测试实验装置类型  18-19
  2.3 工况调节方法  19-21
  2.4 通风机气动性能主要参数测定及计算  21-28
    2.4.1 压力的测定及计算  21-23
    2.4.2 流量的测定及计算  23-25
    2.4.3 转数的测定和调节  25
    2.4.4 功率、效率的测定及计算  25-27
    2.4.5 环境参数测定  27-28
  2.5 无因次参数计算  28
  2.6 性能换算  28-29
  2.7 风机性能测试技术评述  29-30
  2.8 本章小结  30-31
第三章通风机性能曲线绘制方法介绍及选择  31-37
  3.1 概述  31-32
  3.2 通风机性能曲线绘制数学分析方法  32-33
    3.2.1 逼近法  32-33
    3.2.2 插值法  33
  3.3 通风机性能曲线绘制方法  33-36
    3.3.1 手工计算绘图法  34
    3.3.2 程序处理  34
    3.3.3 软件处理  34-35
    3.3.4 混合编程  35
    3.3.5 方法选择  35-36
  3.4 本章小结  36-37
第四章性能曲线绘制程序设计  37-49
  4.1 Matlab简介  37
  4.2 程序设计思想  37-38
  4.3 程序的设计和实现  38-45
    4.3.1 Matlab与Excel接口  38-40
    4.3.2 基础数据和测试数据的设定  40
    4.3.3 测试数据计算及处理  40-41
    4.3.4 性能曲线数值分析程序设计  41-42
    4.3.5 绘图样式程序设计  42-45
  4.4 数据处理及性能曲线绘制过程实例  45-48
    4.4.1 测试数据  45
    4.4.2 数据处理  45-47
    4.4.3 性能曲线绘制  47-48
  4.5 本章小结  48-49
第五章通风机性能曲线分析  49-72
  5.1 概述  49
  5.2 风机性能曲线分析内容及程序设计  49-51
    5.2.1 性能曲线分析内容  49-50
    5.2.2 性能曲线分析程序设计  50-51
  5.3 分析实例简介  51-52
  5.4 曲线绘制效果分析  52-71
    5.4.1 最小二乘法不同拟合次数曲线绘制效果分析  52-58
    5.4.2 不同数值分析方法曲线绘制效果分析  58-64
    5.4.3 不同组测试数据对曲线绘制效果影响分析  64-71
  5.5 本章小结  71-72
第六章通风机性能测试误差分析  72-83
  6.1 概述  72
  6.2 测试及误差的分类  72-74
    6.2.1 测试的分类  72-73
    6.2.2 误差的分类  73-74
  6.3 误差分析  74-79
    6.3.1 测试误差来源  74
    6.3.2 测试数据异常值剔除  74-75
    6.3.3 测试误差的减小与消除  75-76
    6.3.4 计算误差分析  76-78
    6.3.5 测试系统误差分析  78-79
  6.4 理论性能曲线与实测性能曲线分析  79-82
    6.4.1 理论性能曲线与实测性能曲线对比  79-81
    6.4.2 理论性能曲线与实测性能曲线差别原因分析  81
    6.4.3 差别后果分析及对策  81-82
  6.5 本章小结  82-83
第七章结论与展望  83-85
  7.1 结论  83-84
  7.2 展望  84-85
致谢  85-86
参考文献  86-90
附录A 攻读硕士期间发表论文及参加科研项目目录  90-91
附录B 论文部分Matlab程序  91-94

通风机气动性能测试及数据处理分析研究

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