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(shù)模擬真實實驗的網(wǎng)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(guān)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(guān)論文。內(nèi)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(wǎng)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展與進步，互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)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(shù)，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(shù)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(guān)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(jié)，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(nèi)容的掌握，促進實驗教學順利開展。

　　2 互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)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(guān)的教具――離心式水泵、離心式風機進行實驗，經(jīng)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(diào)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(wǎng)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(zhuǎn)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(wǎng)頁實現(xiàn)多窗體數(shù)據(jù)傳遞轉(zhuǎn)化功能。基于已安裝的IIS工具，創(chuàng)建網(wǎng)站，發(fā)布在校園網(wǎng)中，通過控制訪問權(quán)限，實現(xiàn)局域網(wǎng)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(wǎng)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(shù)、仿真與實踐相結(jié)合、在線實驗、虛擬現(xiàn)實等技術(shù)，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(guān)重要的作用。

　　4 相關(guān)泵與風機實驗理論基礎(chǔ)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(nèi)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(jīng)過電動泵的作用通過吸水管道進入回路中，最后經(jīng)由水箱流回吸水池。通過改變?nèi)肟陂y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(zhuǎn)矩測量儀測量轉(zhuǎn)矩，通過轉(zhuǎn)速測量儀測量轉(zhuǎn)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(diào)節(jié)：改變?nèi)肟陂y4的開度實現(xiàn)水泵工況的調(diào)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(wǎng)層數(shù)的方法來調(diào)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。

　　①出口動壓(即風機動壓) (Pa)

　　②進口動壓 (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(cè)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(wǎng)層數(shù)的方法來調(diào)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(zhuǎn)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(wǎng)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(wǎng)的層數(shù)時各個測點的數(shù)據(jù)需要有相應的變化。