CN110414055B - 一种空压机排量喷嘴系数的获取方法及排量获取方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种空压机排量喷嘴系数的获取方法及排量获取方法，包括：基于GB3853‑83定义的选择喷组系数用线图的A至N条线拟合出若干条多项式曲线；将当前采集的喷嘴前温度代入拟合出的一条或多条多项式曲线，获得对应的第一喷嘴前后压力差；将所述第一喷嘴前后压力差与当前采集的喷嘴前后压力差进行比较，判断出当前采集的喷嘴前温度和当前采集的喷嘴前后压力差所属区域；所属区域包括A至N中的一个；根据所属区域和当前采集的喷嘴直径，使用INDEX函数和MATCH函数相结合获取GB3853‑83定义的喷嘴系数表中的喷嘴系数。本发明方法数据获取错误率低，效率高。

Description

一种空压机排量喷嘴系数的获取方法及排量获取方法

技术领域

本发明属于空压机技术领域，特别涉及一种空压机排量喷嘴系数的获取方法及排量获取方法。

背景技术

排量是空压机的主要性能参数。目前的主要数据处理方式为按测试数据人工读图表确定相关系数计算，处理一个型号机台数据需人工要重复读图表500次以上，这种传统方式误差大，还影响工作效率。在竞争日益激烈的当下，这种传统的人工读取方式已越来越不适用。现有技术也有将A至N条线处理成直线，再通过插值法求喷嘴系数的处理，但这种处理方式精确度不高。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种错误率低和效率高的空压机排量喷嘴系数的获取方法及排量获取方法。

为了实现上述目的，本发明的技术方案是：

一方面，本发明一种空压机排量喷嘴系数的获取方法，包括：

S101，基于GB3853-83定义的选择喷组系数用线图的A至N条线拟合出若干条多项式曲线；

S102，将当前采集的喷嘴前温度代入拟合出的一条或多条多项式曲线，获得对应的第一喷嘴前后压力差；将所述第一喷嘴前后压力差与当前采集的喷嘴前后压力差进行比较，判断出当前采集的喷嘴前温度和当前采集的喷嘴前后压力差所属区域；所属区域包括A至N中的一个；

S103，根据所属区域和当前采集的喷嘴直径，获取GB3853-83定义的喷嘴系数表中的喷嘴系数。

优选的，所述若干条多项式曲线为上界限曲线；

所述步骤S102，具体包括：

将当前采集的喷嘴前温度依次代入A开始的区域的上界限曲线，获得对应的第一喷嘴前后压力差；判断当前采集的喷嘴前后压力差是否小于等于所述第一喷嘴前后压力差，如果是，判断出所属区域为当前上界限曲线对应的区域。

优选的，所述若干条多项式曲线为下界限曲线；

所述步骤S102，具体包括：

将当前采集的喷嘴前温度依次代入N开始的区域的下界限曲线，获得对应的第一喷嘴前后压力差；判断当前采集的喷嘴前后压力差是否大于等于所述第一喷嘴前后压力差，如果是，判断出所属区域为当前下界限曲线对应的区域。

优选的，建立所述多项式曲线的方法包括：

从喷组系数用线图的A至N条线中选取若干包括喷嘴前温度和喷嘴前后压力差的数据；以喷嘴前后压力差作为因变量，以喷嘴前温度作为自变量，拟合出多项式曲线。

优选的，所述步骤103，具体为：

根据所属区域和当前采集的喷嘴直径，使用INDEX函数和MATCH函数相结合获取GB3853-83定义的喷嘴系数表中的喷嘴系数。

优选的，所述INDEX函数和MATCH函数为EXCEL的函数公式。

另一方面，本发明一种空压机排量的获取方法，基于所述的空压机排量喷嘴系数的获取方法，空压机排量的计算公式如下：

其中，k表示喷嘴系数；d表示喷嘴直径，mm；T₁表示吸气温度，K；Δp表示喷嘴前后压力差，mmH₂O；T₂表示喷嘴前温度，K；P₀表示大气压，MPa。

采用上述方案后，本发明的有益效果是：

(1)本发明一种空压机排量喷嘴系数的获取方法及排量获取方法，通过将图表转换为多项式曲线的公式方式，快速判断出当前采集的喷嘴前温度和当前采集的喷嘴前后压力差所属区域；

(2)根据所属区域和当前采集的喷嘴直径，使用EXCEL的INDEX函数和MATCH函数或MATLAB程序或其他编程语言程序相结合获取GB3853-83定义的喷嘴系数表中的喷嘴系数，无需人工读取图表，错误率低和效率高。

以下结合附图及实施例对本发明作进一步详细说明，但本发明的一种空压机排量喷嘴系数的获取方法及排量获取方法不局限于实施例。

附图说明

图1是本发明一种空压机排量喷嘴系数的获取方法的流程图；

图2为GB3853-83定义的选择喷组系数用线图；

图3为GB3853-83定义的喷嘴系数表。

具体实施方式

以下将结合本发明附图，对本发明实施例中的技术方案进行详细描述和讨论。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

参见图1所示，一方面，本发明一种空压机排量喷嘴系数的获取方法，包括：

S101，基于GB3853-83定义的选择喷组系数用线图的A至N条线拟合出若干条多项式曲线。

具体的，GB3853-83定义的选择喷组系数用线图参见图2所示。图中，一共有17条线，包括X、Y、Z三条线，及A至N的十四条线。本实施例中，使用到A至N的十四条线线。

建立所述多项式曲线的方法包括：

从喷组系数用线图的A至N条线中选取若干包括喷嘴前温度和喷嘴前后压力差的数据；以喷嘴前后压力差作为因变量，以喷嘴前温度作为自变量，拟合出多项式曲线。

具体拟合时，可通过统计分析软件如SPSS、SAS、BMDP、GLIM、GENSTAT、EPILOG及MATLAB等进行拟合，具体本发明实施例不做具体限制。

S102，将当前采集的喷嘴前温度代入拟合出的一条或多条多项式曲线，获得对应的第一喷嘴前后压力差；将所述第一喷嘴前后压力差与当前采集的喷嘴前后压力差进行比较，判断出当前采集的喷嘴前温度和当前采集的喷嘴前后压力差所属区域；所属区域包括A至N中的一个。

一实施例之中，所述若干条多项式曲线为上界限曲线。

所述步骤S102，具体包括：

将当前采集的喷嘴前温度依次代入A开始的区域的上界限曲线，获得对应的第一喷嘴前后压力差；判断当前采集的喷嘴前后压力差是否小于等于所述第一喷嘴前后压力差，如果是，判断出所属区域为当前上界限曲线对应的区域。

具体的，定义图2包括A至N共14个区域，其中A区域指A线至B线之间的区域，A区域的上界限曲线为B线，B区域的上界限曲线为C线，以此类推，M区域的上界限曲线为N线，N线上方区域均认为为N区域。

如下表1为从喷组系数用线图的B至N条线中选取若干包括喷嘴前温度和喷嘴前后压力差的数据；以喷嘴前后压力差作为因变量，以喷嘴前温度作为自变量，拟合出多项式曲线。

如上所述，表1区域A对应的点实际是从图2中的B线上提取的，区域B对应的点实际是从图2中的C线上提取的，以此类推。

表1

由上述点坐标，可以拟合出13条上界限曲线。由模拟的曲线方程可知，当取到三次项时，曲线拟合度基本达到1，故各区域上限曲线方程统一定义为：

y＝A1x³+B1x²+C1x+D1

其中，y表示喷嘴前压力差；x表示喷嘴前温度；A1表示三次项系数；B1表示二次项系数；C1表示一次项系数；D1表示常数。

各区域对应的方程系数如下表2所示(空白表示该系数为0)：

表2

按上表可确定总的区域公式，如下：

＝IF(Δp＜＝0.003*T₂^2-0.958*T₂+96.78,"A",

IF(Δp＜＝-0.00003*T₂^3+0.035*T₂^2-10.01*T₂+978.8,"B",

IF(Δp＜＝0.007*T₂^2-1.577*T₂+158.6,"C",

IF(Δp＜＝0.007*T₂^2-1.007*T₂+48.24,"D",

IF(Δp＜＝0.01*T₂^2-1.935*T₂+165.9,"E",

IF(Δp＜＝0.00003*T₂^3-0.275*T₂^2+83.3*T₂-8273,"F",

IF(Δp＜＝0.00005*T₂^3-0.029*T₂^2+9.993*T₂-870.1,"G",

IF(Δp＜＝0.000425*T₂^3-0.326*T₂^2+89.48*T₂-8104,"H"

….

由上可以看出，找寻区域时，首先将当前采集的喷嘴前温度T₂代入A区域的上界限曲线0.003*T₂^2-0.958*T₂+96.78，获得对应的第一喷嘴前后压力差；判断当前采集的喷嘴前后压力差Δp是否小于等于所述第一喷嘴前后压力差，如果小于等于，则判断出属于A区域，结束迭代；否则将当前采集的喷嘴前温度T₂代入B区域的上界限曲线-0.00003*T₂^3+0.035*T₂^2-10.01*T₂+978.8，获得对应的第一喷嘴前后压力差；判断当前采集的喷嘴前后压力差Δp是否小于等于所述第一喷嘴前后压力差，如果小于等于，则判断出属于B区域，结束迭代；否则继续找寻，如果都不满足，则判断出属于N区域。

另一实施例之中，所述若干条多项式曲线为下界限曲线。

所述步骤S102，具体包括：

将当前采集的喷嘴前温度依次代入N开始的区域的下界限曲线，获得对应的第一喷嘴前后压力差；判断当前采集的喷嘴前后压力差是否大于等于所述第一喷嘴前后压力差，如果是，判断出所属区域为当前下界限曲线对应的区域。

具体的，定义图2包括A至N共14个区域，其中A区域指A线至B线之间的区域，A区域的下界限曲线为A线，B区域的下界限曲线为B线，以此类推，M区域的下界限曲线为M线，N区域的下界限曲线为N线。

拟合出多项式曲线的过程包括：从喷组系数用线图的A至N条线中选取若干包括喷嘴前温度和喷嘴前后压力差的数据；以喷嘴前后压力差作为因变量，以喷嘴前温度作为自变量，拟合出多项式曲线。

表3区域A对应的点实际是从图2中的A线上提取的，区域B对应的点实际是从图2中的B线上提取的，以此类推。

表3

本实施例方法实际在前述实施例的基础上需要多拟合出一条对应图2中A线的多项式曲线。拟合方法与前述实施例一致，此处不再详细描述。

本实施例可确定总的区域公式，如下：

＝IF(Δp>＝0.048*T₂^2-13.17*T₂+1451,"N",

IF(Δp>＝0.039*T₂^2-10.02*T₂+1120,"M",

IF(Δp>＝0.027*T₂^2-4.648*T₂+363,"L",

IF(Δp>＝0.026*T₂^2-5.485*T₂+515.8,"K",

IF(Δp>＝0.024*T₂^2-5.583*T₂+528.3,"J",

….

由上可以看出，找寻区域时，首先将当前采集的喷嘴前温度T₂代入N区域的上界限曲线0.048*T₂^2-13.17*T₂+1451，获得对应的第一喷嘴前后压力差；判断当前采集的喷嘴前后压力差Δp是否大于等于所述第一喷嘴前后压力差，如果大于等于，则判断出属于N区域，结束迭代；否则将当前采集的喷嘴前温度T₂代入M区域的上界限曲线-0.00003*T₂^3+0.035*T₂^2-10.01*T₂+978.8，获得对应的第一喷嘴前后压力差；判断当前采集的喷嘴前后压力差Δp是否大于等于所述第一喷嘴前后压力差，如果大于等于，则判断出属于M区域，结束迭代；否则继续找寻，直至A区域。

S103，根据所属区域和当前采集的喷嘴直径，获取GB3853-83定义的喷嘴系数表中的喷嘴系数。

具体的，根据所属区域和当前采集的喷嘴直径，使用INDEX函数和MATCH函数相结合获取GB3853-83定义的喷嘴系数表中的喷嘴系数，无需重复读图3中的表数据。

函数如下：

＝INDEX($AR$5:$BF$18,MATCH(AH4,$AQ$5:$AQ$18,0),MATCH(d,$AR$4:$BF$4,0))

其中，$AR$5:$BF$18表示图3中的表数据区域；AH4为取域结果；$AQ$5:$AQ$18表示线性区域，即A～N；d为喷嘴直径。

另一方面，本发明一种空压机排量的获取方法，基于所述的空压机排量喷嘴系数的获取方法，空压机排量的计算公式如下：

其中，k表示喷嘴系数；d表示喷嘴直径，mm；T₁表示吸气温度，K；Δp表示喷嘴前后压力差，mmH₂O；T₂表示喷嘴前温度，K；P₀表示大气压，MPa。

以上仅为本发明实例中一个较佳的实施方案。但是，本发明并不限于上述实施方案，凡按本发明所做的任何均等变化和修饰，所产生的功能作用未超出本方案的范围时，均属于本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种空压机排量喷嘴系数的获取方法，其特征在于，包括：

S101，基于GB3853-83定义的选择喷组系数用线图的A至N条线拟合出若干条多项式曲线；

S102，将当前采集的喷嘴前温度代入拟合出的一条或多条多项式曲线，获得对应的第一喷嘴前后压力差；将所述第一喷嘴前后压力差与当前采集的喷嘴前后压力差进行比较，判断出当前采集的喷嘴前温度和当前采集的喷嘴前后压力差所属区域；所属区域包括A至N中的一个；

S103，根据所属区域和当前采集的喷嘴直径，获取GB3853-83定义的喷嘴系数表中的喷嘴系数；

所述若干条多项式曲线为上界限曲线时，所述步骤S102，具体包括：

将当前采集的喷嘴前温度依次代入A开始的区域的上界限曲线，获得对应的第一喷嘴前后压力差；判断当前采集的喷嘴前后压力差是否小于等于所述第一喷嘴前后压力差，如果是，判断出所属区域为当前上界限曲线对应的区域；

所述若干条多项式曲线为下界限曲线时，所述步骤S102，具体包括：

将当前采集的喷嘴前温度依次代入N开始的区域的下界限曲线，获得对应的第一喷嘴前后压力差；判断当前采集的喷嘴前后压力差是否大于等于所述第一喷嘴前后压力差，如果是，判断出所属区域为当前下界限曲线对应的区域。

2.根据权利要求1所述的空压机排量喷嘴系数的获取方法，其特征在于，建立所述多项式曲线的方法包括：

从喷组系数用线图的A至N条线中选取若干包括喷嘴前温度和喷嘴前后压力差的数据；以喷嘴前后压力差作为因变量，以喷嘴前温度作为自变量，拟合出多项式曲线。

3.根据权利要求1所述的空压机排量喷嘴系数的获取方法，其特征在于，所述步骤S103，具体为：

根据所属区域和当前采集的喷嘴直径，使用INDEX函数和MATCH函数相结合获取GB3853-83定义的喷嘴系数表中的喷嘴系数。

4.根据权利要求3述的空压机排量喷嘴系数的获取方法，其特征在于，所述INDEX函数和MATCH函数为EXCEL的函数公式。

5.一种空压机排量的获取方法，其特征在于，基于权利要求1至3中任意一项所述的空压机排量喷嘴系数的获取方法，空压机排量的计算公式如下：

其中，k表示喷嘴系数；d表示喷嘴直径，mm；T₁表示吸气温度，K；Δp表示喷嘴前后压力差，mmH₂O；T₂表示喷嘴前温度，K；P₀表示大气压，MPa。

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