泵與風機虛擬實驗教學系統(tǒng)的探究論文
虛擬實驗教學是對實際實驗教學的虛擬。虛擬實驗教學系統(tǒng)是一種運用虛擬現(xiàn)實技術模擬真實實驗的網絡化計算機教學系統(tǒng),是面向教學的虛擬實驗室。 虛擬實驗教學系統(tǒng)又分為虛擬實驗平臺、虛擬實驗教學管理兩個部分。虛擬實驗教學是虛擬實驗在教學中的應用。包括:實驗前相關知識的輔助學習、實驗過程的答疑與指導、實驗提交后的自動批改、實驗教學效果評估和實驗過程的管理等。以下是學習啦小編今天為大家精心準備的:泵與風機虛擬實驗教學系統(tǒng)的探究相關論文。內容僅供參考,歡迎閱讀!
泵與風機虛擬實驗教學系統(tǒng)的探究全文如下:
摘 要:伴隨著互聯(lián)網產業(yè)的發(fā)展與進步,互聯(lián)網技術漸漸的融入到數(shù)字化教學當中來,使得教學方法與途徑變寬變廣,教學效果顯著,尤其是實驗教學方面,更是受益良多。越來越多的實驗通過計算機技術,尤其是對Adobe Flash、Visual Studio等的應用,進行定性重現(xiàn)和定量模擬,原本在紙上、在實驗室的操作實驗,通過GPU躍然屏幕之上。該文所述泵與風機中離心式水泵性能試驗與離心式風機進氣實驗,就是基于以上技術進行開發(fā)探究的。
1 泵與風機實驗教學
泵與風機實驗是流體機械本科教學中至關重要的一部分,其中有較為冗雜的數(shù)據(jù)處理和實驗計算,如果僅憑人為進行實驗項目,不僅耗費巨大的時間和精力,還容易造成實驗誤差,不利于實驗的進行和總結,在本科生教學中,需要進行智能化和電算化的改進,以加強學生對實驗教學內容的掌握,促進實驗教學順利開展。
2 互聯(lián)網技術的應用
在此次泵與風機實驗系統(tǒng)的開發(fā)探究中,使用相關的教具――離心式水泵、離心式風機進行實驗,經過反復實驗和對實驗數(shù)據(jù)進行處理,得出更加接近真實環(huán)境的實驗數(shù)據(jù),進而運用Fluent軟件進行數(shù)據(jù)模擬,得出實驗數(shù)據(jù)對應的模擬曲線,再確定出準備植入Flash的數(shù)據(jù);運用Adobe Flash CS6軟件,進行動畫創(chuàng)作與應用程序開發(fā),調動數(shù)據(jù)庫中動畫、圖形、聲音和視頻,按照時間軸的順序排列,逐幀的進行制作,對實驗系統(tǒng)進行描述,對實驗步驟進行演示;該教學方法的探究是應用Visual Studio工具進行編程,來實現(xiàn)泵與風機實驗數(shù)據(jù)的智能化和電算化。
Visual Studio編程開發(fā)工具具有保密性、封裝性和傳播快速性,將實驗移植到移動互聯(lián)網上。使用多級窗體界面,將泵與風機中離心式風機與離心式水泵實驗過程轉化成VS程序代碼,通過第三方數(shù)據(jù)處理工具的植入,完善實驗界面中數(shù)據(jù)處理部分。同時,通過靜態(tài)網頁實現(xiàn)多窗體數(shù)據(jù)傳遞轉化功能?;谝寻惭b的IIS工具,創(chuàng)建網站,發(fā)布在校園網中,通過控制訪問權限,實現(xiàn)局域網實驗數(shù)字化。通過開放的代碼,增加實驗教學系統(tǒng)的可移植性,不斷豐富系統(tǒng)的,使之多元化。
3 開放式虛擬實驗之于實驗教學
該實驗平臺是一個集學生管理程序和實驗課程教學指導、網絡仿真實驗等虛擬實驗為一體的校園實驗教學系統(tǒng)。虛擬實驗教學平臺綜合運用了計算機技術、仿真與實踐相結合、在線實驗、虛擬現(xiàn)實等技術,使實驗的進行不再受人為因素的限制,解決了因設備限制而無法進行實驗的問題,在確保實驗教學方面起著至關重要的作用。
4 相關泵與風機實驗理論基礎及設計方案
4.1離心式水泵性能實驗
(1) 流量。由于渦輪流量變送器與積算頻率儀表配合使用,儀表本身裝有換算裝置,測量數(shù)據(jù)直接顯示出容積流量,其瞬時流量單位為m3/h。同時利用三角水堰測量水泵流量,其計算公式如下:
(m3/s)
(2) 揚程。水泵壓強測點布置如圖1所示。當水泵進、出口管內徑相等時,由伯努利方程可得: (m)
(3) 功率。
①有效功率 (kW) ②軸功率Psh=M(kW)
(4) 效率
虛擬實驗平臺模擬實驗過程如下:打開水泵,水經過電動泵的作用通過吸水管道進入回路中,最后經由水箱流回吸水池。通過改變入口閥開度來改變水泵工況。要求改變閥門的開度,水流的速度相應發(fā)生改變。分別布置真空表測量入口壓強、出口壓強,通過渦輪流量計和后面的三角水堰測量流量,通過轉矩測量儀測量轉矩,通過轉速測量儀測量轉速。要求虛擬實驗對應的測點有相應的數(shù)據(jù)顯示,要求三角水堰在工況變化時高度能夠連續(xù)變化。
調節(jié):改變入口閥4的開度實現(xiàn)水泵工況的調節(jié)。要求做一個按鈕,能夠改變10次,改變過程中表3和10中的指針連續(xù)變化,其余測點的示數(shù)連續(xù)變化。
4.2離心風機進氣實驗
通過增加(或減少)集流器入口節(jié)流網層數(shù)的方法來調節(jié)風機流量,使風機運行于不同的工況點。
(1) 流量 (m3/s)
(2) 動壓。
?、俪隹趧訅?即風機動壓) (Pa)
?、谶M口動壓 (Pa)
(3) 風機全壓與靜壓。
風機的全壓 (Pa)
風機的靜壓
(4) 全壓效率和靜壓效率。
(5) 性能換算。
啟動風機,空氣由左口的集流器處進入風機,右側離開,要求大致描述空氣的流動情況;通過增加(或減少)集流器入口節(jié)流網層數(shù)的方法來調節(jié)風機流量,改變風機的工況點。測量點有集流器喉部靜壓pest、pest1,功率表有轉速測量儀,要求各測點需要顯示相應的測量值。通過改變2處的節(jié)流網的層數(shù)來改變工況,要求操作按鈕,從小到大一共改變15次,改變節(jié)流網的層數(shù)時各個測點的數(shù)據(jù)需要有相應的變化。