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        水泵汽蝕余量測量結(jié)果不確定度的分析與應(yīng)用

        2014-12-30 11:21:04肖軍
        科技創(chuàng)新與應(yīng)用 2014年3期
        關(guān)鍵詞:評定不確定度水泵

        肖軍

        摘 要:氣蝕余量是影響水泵效率和使用壽命的重要因素之一,文章依據(jù)JJF1059-1999《測量不確定度評定與表示》,通過對水泵氣蝕余量測試結(jié)果進行不確定度的分析與計算,旨在正確地應(yīng)用、掌握不確定度的評定與表示。

        關(guān)鍵詞:水泵;氣蝕余量;不確定度;評定

        1 概述

        (1)測使方法:GB/T 3216-2005《回轉(zhuǎn)動力泵 水力性能驗收試驗 1級和2級》;(2)環(huán)境條件:溫度(15~30)℃,相對濕度不大于85%;(3)測試設(shè)備:水泵微機測試系統(tǒng)。

        2 數(shù)學(xué)模型

        根據(jù)GB/T 3216,水泵氣蝕余量的計算公式為:

        NPSH=Z1+■+■+■-■=Z1+■+■+■-■

        式中:NPSH-氣蝕余量;Z1-研究的點相對于NPSH基準(zhǔn)面的高度,m;p1-入口測量截面處的表壓力值,MPa;v1-入口測量截面處的平均流速,m/h;Q-流量,m3/h;A-管道橫截面面積,m2;pb-當(dāng)?shù)禺?dāng)時的大氣壓力值, MPa;pv-液體試驗溫度下相應(yīng)的汽化壓力值, MPa;ρ-水的密度,取1000kg/m3;g-重力加速度,取9.81m/s2。

        3 水泵NPSH測試結(jié)果不確定度來源分析

        (1)測量儀器的計量性能的局限性,如電磁流量計、壓力變送器、溫度計等;(2)引用的數(shù)據(jù)或其他參數(shù)的不確定度,如水的密度和重力加速度的值;(3)軟件程序?qū)Ρ粶y量的影響;(4)對模擬式儀表的讀數(shù)存在人為的偏差,即人員讀數(shù)不準(zhǔn);(5)相同條件下,被測量數(shù)據(jù)在重復(fù)觀測中的變化。

        4 不確定度的分析

        在計算合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度時,各輸入量之間均按不相關(guān)處理,相關(guān)系數(shù)為0,Z1、A均為一次測量得到,故未參與不確定度計算。試驗中對被測泵做十次獨立的測量,試驗結(jié)果見表1。

        (1)A類標(biāo)準(zhǔn)不確定度評定

        a) p1的重復(fù)性引入的不確定度

        根據(jù)表1,測量結(jié)果的平均值

        按A類方法評定,由實測數(shù)據(jù)得實驗標(biāo)準(zhǔn)差s(P1)

        b) Q的重復(fù)性引入的不確定度

        根據(jù)表1,測量結(jié)果的平均值

        按A類方法評定,由實測數(shù)據(jù)得實驗標(biāo)準(zhǔn)差s(■)

        c) pb的重復(fù)性引入的不確定度

        根據(jù)表1,測量結(jié)果的平均值

        按A類方法評定,由實測數(shù)據(jù)得實驗標(biāo)準(zhǔn)差s(Pb)

        d) pv的重復(fù)性引入的不確定度

        根據(jù)表1,測量結(jié)果的平均值

        按A類方法評定,由實測數(shù)據(jù)得實驗標(biāo)準(zhǔn)差s(pv)

        (2)B類標(biāo)準(zhǔn)不確定度評定

        a) 壓力變送器引入的不確定度ua

        由檢定證書知壓力變送器的精度為0.1%。按均勻分布,取k=■,故壓力變送器引入的不確定度

        b) 電磁流量計引入的不確定度ub

        由檢定證書知電磁流量計的精度為0.3%。按均勻分布,取k=■,故電磁流量計引入的不確定度

        c) 大氣壓力變送器引入的不確定度uc

        由檢定證書知大氣壓力變送器的精度為0.4%。按均勻分布,取k=■,故大氣壓力變送器引入的不確定度

        d.數(shù)字式溫度表引入的不確定度ud

        由檢定證書知數(shù)字式溫度表的精度為0.5%。按均勻分布,取k=■,故數(shù)字式溫度表引入的不確定度

        (3)標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量評定

        a) 讀數(shù)重復(fù)性引入的不確定度

        b) 測量儀表引入的不確定度

        5 合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度評定

        由于上述8項標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量之間不相關(guān),所以合成標(biāo)準(zhǔn)不確定 =0.003m

        6 擴展不確定度評定

        取包含因子k=2,U=kuc=0.006m

        7 測量不確定度評定

        水泵汽蝕余量NPSH的擴展不確定度為U=0.006m,它是由合成不確定度uc=0.003m乘以包含因子k=2而得到。

        參考文獻

        [1]JJF1059-1999.測量不確定度評定與表示[S].北京:計量出版社,2000.

        [2]鄭夢海.泵測試實用技術(shù)[M].北京:機械工業(yè)出版社,2011.

        [3]張紅飆.產(chǎn)品質(zhì)量檢測不確定度的分析及應(yīng)用[J].中國測試技術(shù),2005,31(3):65-67.

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