1、化工原理實驗中Origin的應用 羅顯坤 2010級化學（師范）2班【摘要】：針對化工原理實驗中圖表、公式等計算較多的問題,目前普遍采Excel、Origin等計算機軟件輔助數據與圖形處理,本文結合幾個實驗介紹了Origin軟件對數據進行線性擬合與非線性曲線擬合的處理方法,將其應用于化工原理實驗的數據處理和曲線擬合。該方法不僅有方便、快捷、準確性高的特點,而且有良好的應用效果,有效地提高了學生的綜合應用能力。Origin軟件是一個多文檔界面的應用程序,具有強大的數據分析和科研繪圖功能。【關鍵詞】Origin軟件 實驗 數據處理 化工原理 數據擬合 繪制圖像【正文】：化學是以實驗為基礎的自然科學

2、,是自然科學的中心學科,也是科學課程的有機組成部分。實驗是科學發現最主要最基本的手段,因此,實驗與科學問題的解決緊密相關。但在化學實驗中,特別是化工原理實驗中,經常要處理大量的實驗數據,其步驟包括數據記錄、整理、分析、計算,圖形顯示表達等,以此來說明實驗現象并做出結論。因其測定數據多、數值大、計算繁雜成為學生學習時的難點，而且傳統手工處理實驗數據的步驟為記錄、整理數據、分析計算,最后在坐標紙上描點作圖,此種方法繁瑣,效率低,誤差大。于是，在很多化工原理實驗中都會利用計算機去處理實驗數據，例如使用Excel、Origin等軟件處理實驗數據便會比較精確，比較直觀。本文主要講述Origin7.5在化

3、工原理實驗中的應用。1. Origin的簡介Origin是美國OriginLab公司（其前身為Microcal公司）開發的圖形可視化和數據分析軟件，是科研人員和工程師常用的高級數據分析和制圖工具。Origin為OriginLab公司出品的較流行的專業函數繪圖軟件，是公認的簡單易學、操作靈活、功能強大的軟件，既可以滿足一般用戶的制圖需要，也可以滿足高級用戶數據分析、函數擬合的需要。Origin具有兩大主要功能：數據分析和繪圖。Origin的數據分析主要包括統計、信號處理、圖像處理、峰值分析和曲線擬合等各種完善的數學分析功能。準備好數據后，進行數據分析時，只需選擇所要分析的數據，然后再選擇相應的菜

4、單命令即可。Origin的繪圖是基于模板的，Origin本身提供了幾十種二維和三維繪圖模板而且允許用戶自己定制模板。繪圖時,只要選擇所需要的模板就行。用戶可以自定義數學函數、圖形樣式和繪圖模板；可以和各種數據庫軟件、辦公軟件、圖像處理軟件等方便的連接。 Origin可以導入包括ASCII、Excel、pClamp在內的多種數據。另外，它可以把Origin圖形輸出到多種格式的圖像文件，譬如JPEG、GIF、EPS、TIFF等等。2.利用Origin7.5軟件進行數據擬合，繪圖，數據分析Origin 提供了強大的線性回歸和曲線擬合功能，其中最有代表性的是線性回歸和非線性最小平方擬合。Origin7

5、.5 提供了約200 多個數學表達式用于曲線擬合。此外，Origin7.5 還可以方便地實現用戶自己定義擬合函數，以滿足某些特殊要求，與Origin 內置函數一樣，自定義擬合函數定義后放在Origin 中，供以后調用。Origin7.5 還提供了非線性最小平方擬合導向（NLSF Wizard），這使得曲線擬合變得容易。1 / 3（1）以化工原理實驗空氣-蒸汽對流傳熱系數的測定為例。在無機化學實驗、物理化學實驗和化工原理實驗中，數據處理經常會碰到擬合某些數據點，而求出我們需要的參數。在化工原理實驗空氣-蒸汽對流傳熱系數的測定的實驗中，空氣在圓形直管內作強制對流被加熱時，其對流傳熱系數可采用下式進

6、行計算。Nu=AReBPr0.4通過實驗測定蒸汽、空氣的有關數據后，利用Origin作出ln(Nu/Pr0.4 ) lnRe圖，即可得到一擬合曲線的方程y=0.858x-4.5553.如圖1圖1由方程式便可求得B=0.858，lnA=-4.5553, A=e-4.5553 = 0.0105.（2）以化工原理實驗離心泵特性曲線的繪制為例。離心泵的特性曲線主要包括:揚程與流量(Hqv)、軸功率與流量(Nqv)、效率與流量( qv)三條曲線，它集中反映離心泵的性能。如圖2圖2欲求離心泵的有效工作范圍，只需在同一坐標系下，做水平直線y=0.92max與離心泵的 qv 曲線相交，兩交點所夾的區域即為離心

7、泵的有效工作范圍（如圖2中的虛線所夾區域 ）單擊Tools工具條中的Screen reader命令按鈕，鼠標變為形狀，用鼠標單擊交點處，在Data Display框內顯示選定點的坐標，即為泵的有效工作范圍；qv =10.718.66m3/h.欲求泵的設計點（泵效率的最大值），利用Origin可以自動找到峰值點，并標注在數據曲線上，即圖中的A點，便知道泵在該轉速下的最高效率為max =74.039%。3. 結論 Origin7.5 在化工原理實驗數據處理中的應用除了線性擬合，多項式擬合外，Origin還提供衰減函數、指數增長函數、S函數、高斯函數等大量的擬合方式，同時還支持用戶自定義函數。Origin除繪圖功能強大外，還可對圖形進行平滑、積分、微分等數據處理，數據分析功能強大。本文探討了Origin7.5 在化工原理實驗數據處理中的應用，Origin 能大大提高數據處理和分析的準確度，減少了人為造成的誤差，能減輕學生的負擔，提高學生對實驗和計算機應用的興趣，對于學生以后從事科研和技術開發工作大有幫助。【參考文獻】：1 林華盛.化工原理實驗M.北京：化學工業出版社，2011:125-1362 赫紅偉Origin6.0 實例教程M北京：中國電力出版社，2000：1-5.3 劉道德計