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摘要：在传统蒸气热力性质教学中，普遍利用蒸气热力性质表进行蒸气参数的查算，由于列表的数据量有限，一般需要通过两次内插法才能得到所需蒸气热力参数，效率低、容易出错。利用Excel软件对蒸气热力性质表现有数据进行数据处理，得到蒸气热力参数拟合公式，可以直接计算得到所需蒸气热力参数，速度快、效率高、准确率高，这种方法教学不仅提高了学生的学习兴趣，而且在后续的学习、工作中，可以利用本教学制作经验公式，提高解决工程实际问题的能力。
关键词：蒸气热力参数；拟合公式；Excel软件
本文引用格式：李志伟,等.Excel软件在蒸气热力参数拟合公式教学中的应用[J].教育现代化,2019,6(70):187-188.
一 引言
蒸气热力性质的教学主要是根据现有的蒸气热力性质图表，利用给出的已知参数查算未知参数[1]。蒸气热力性质图表主要包括饱和水和蒸气的热力性质表，未饱和水和过热蒸气的热力性质表等。饱和水和蒸气的热力性质表一般列出一系列压力所对应的饱和温度，以及相应的饱和水和饱和蒸气的比热、比容、比焓、比熵等热力参数。未饱和水和过热蒸气热力性质表一般列出一系列压力、不同温度条件下的未饱和水和过热蒸气的比容、比熵和比焓等热力参数。饱和水和蒸气的热力性质一般根据压力值或温度值可以查算出饱和水参数和饱和蒸气参数，未饱和水和过热蒸气热力性质一般根据压力和温度查算出对应的其他热力参数。在传统教学中，由于蒸气热力性质图表所列数据有限，在工程计算中已知参数在蒸气热力性质图表中往往没有完全对应的相关值，查算过程往往需要通过内插法计算才能得到所需数值，查算过程复杂耗时；此外，蒸汽热力参数表数据量巨大，在查算过程中易发生疏忽导致人为错误；此外，现在普遍采用计算机通过程序进行工程计算，需要建立已知量和未知量之间的函数关系，如果在计算过程中需要人工查表，计算效率和精度将大幅度降低。
二 蒸气热力性质公式拟合
利用蒸气热力性质图表的数据建立蒸气热力参数拟合公式可以解决蒸气热力性质图表在工程计算中的不足。在教学过程中，利用Excel软件的数据处理功能，结合一个工程实例，拟合出相关参数之间的关系式，不仅大幅度提高计算效率和计算精度，学生掌握了利用现有数据制作满足需求的拟合公式的能力，增强了学生的学习兴趣，培养学生在后续的学习和工作中解决相关问题的技能。
（一）蒸气热力性质图表
以100MW燃煤机组的工质在锅炉中的吸热过程为例，查算不同受热面的工质的比焓，用以计算工质在不同受热面的吸热量。工质在锅炉内吸热满足朗肯循环的条件，即工质从省煤器进口到过热器出口是等压过程，锅炉的相关压力温度参数见表1[2]。
标准蒸气热力性质图表[3]见表2，标准蒸气热力性质表没有列出9.7MPa对应的相关参数，只能查找压力与9.7MPa上下两列、即9MPa和10MPa所对应的参数，通过内插法求得9.7MPa所对应的参数，由于标准水蒸气表2没有表1温度值相对应的参数，只能查出与之相邻两个温度值所对应的参数，该温度下9.7MPa相关参数值见表3，进一步通过内插法计算出表1各温度值的相关热力参数，计算结果见表4。
（二）蒸气热力性质拟合公式
由于蒸气热力性质表所列数据有限，计算锅炉工质不同温度下的相关热力参数，需要通过两次内插法才能得到所需结果，查表工作量大，效率低。为了解决这一问题，可以通过拟合公式计算锅炉工质不同温度条件下的热力性质。
利用标准蒸气热力性质表[2]9MPa和10MPa两列蒸气热力学参数通过内插法计算9.7MPa不同温度下蒸气的热力学参数，列入Excel表格，由于未饱和水的热力学参数与蒸气的热力学参数有大的差别，分别绘制未饱和水的焓温图、见图1和过热蒸气的焓温图、见图2。
根据未饱和水和过热蒸汽的焓温图的数据，通过Excel的功能，进行多项式拟合，分别得到了未饱和水的焓与温度的关系式，见式1，和过热蒸气的焓与温度的关系式，见式2。
（式2）
根据上述公式计算锅炉工质的焓值，结果见表4，表中列出了未饱和水和过热蒸气表查算得到的工质的焓值与利用模拟公式计算得到的焓值之间的误差，可以看出误差的绝对值小于0.15%，满足工程计算误差一般低于0.5%的要求。
三 结论
利用蒸气热力性质图表，一般通过两次内插法计算才能得到所需的蒸气热力参数，计算过程复杂、效率低，而且容易出错。借助Excel软件进行数据处理得到蒸气热力参数拟合公式，仅仅需要输入已知参数，通过Excel软件计算就可以迅速得到所需蒸气热力参数，效率大幅度提高，几乎不会出错，计算误差小，满足工程计算的要求。学生学习兴趣大幅度提高，利用所学方法可以自己制作经验公式解决学习工作中的相关实际问题，能力得到有效提高。
参考文献
[1]曾丹苓,敖越,张新铭,等.工程热力学[M].第三版.北京:高等教育出版社,2002:156-158.
[2]赵冰,王嘉瑞,王鹏辉等.100 MW机组锅炉油页岩掺烧准东煤试验[J].热力发电,2017,47(7):103-108.
[3]严家騄,余晓福,王永青.水和水蒸气热力性质图表[M].第二版.北京:高等教育出版社,2004:31-32.
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