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        水泵效率測量結(jié)果不確定度的評定

        2018-02-06 03:09:20黃和平任楊波鄭丙輝徐華月
        機(jī)電信息 2018年3期
        關(guān)鍵詞:軸功率均勻分布測量儀

        黃和平 江 璐 任楊波 鄭丙輝 徐華月

        (臺州市質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督檢測研究院,浙江臺州318000)

        0 引言

        水泵效率測量結(jié)果不確定度是可疑程度定量的表述,是檢驗檢測機(jī)構(gòu)測量能力水平上的體現(xiàn)。隨著檢驗檢測機(jī)構(gòu)改革進(jìn)程的推進(jìn),產(chǎn)品質(zhì)量檢驗檢測機(jī)構(gòu)在工業(yè)、農(nóng)業(yè)、科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域的特殊需求和影響非常顯著。根據(jù)2016版《泵產(chǎn)品生產(chǎn)許可證實施細(xì)則》要求,企業(yè)和技術(shù)檢驗機(jī)構(gòu)應(yīng)按照GB/T 3216—2016《回轉(zhuǎn)動力泵水力性能驗收試驗1級、2級和3級》進(jìn)行定級,并滿足相應(yīng)要求。

        本文通過實驗人員對一臺IS150-125-315離心泵進(jìn)行測試,并詳細(xì)分析影響水泵效率的因素,本次不確定度分析可供實驗室技術(shù)人員參考。

        1 概述

        (1)測量依據(jù):JJF 1059.1—2012《測量不確定度評定與表示》和GB/T 3216—2016《回轉(zhuǎn)動力泵水力性能驗收試驗1級、2級和3級》。

        (2)檢測方法:使用PTS-3水泵綜合性能測試臺測量。由電磁流量計將獲得的信號輸送給流量測量儀測出流量;根據(jù)壓力變送器獲得的信號,用壓力測量儀測量出揚(yáng)程;用扭矩傳感器和扭矩測量儀測量出軸功率。

        2 測量對象

        被測離心泵的性能銘牌參數(shù):流量Q=200 m3/h,揚(yáng)程H=32 m,轉(zhuǎn)速N=1 450 r/min,進(jìn)出口150 mm,功率30 kW。

        3 測試設(shè)備

        測試設(shè)備如表1所示。

        表1 測試設(shè)備

        4 建立數(shù)學(xué)模型

        依據(jù)GB/T 3216—2016,水泵效率的計算公式為:

        式中,η為效率(%);ρ為水的密度(kg/m3),取1 000 kg/m3;g為重力加速度(m/s2);Q為流量(m3/h);H為揚(yáng)程(m);Pa為軸功率(W)。

        5 不確定度來源分析

        5.1 流量Q的標(biāo)準(zhǔn)不確定度u(Q)引起的不確定度分量u1(η)

        標(biāo)準(zhǔn)不確定度u(Q)由下列三個不確定度分項構(gòu)成:流量測量重復(fù)性引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度u(Q1),電磁流量計和流量測量儀準(zhǔn)確度引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度u(Q2)、u(Q3)。

        5.2 壓力H的標(biāo)準(zhǔn)不確定度u(H)引起的不確定度分量u2(η)

        標(biāo)準(zhǔn)不確定度u(H)由下列三個不確定度分項構(gòu)成:揚(yáng)程測量重復(fù)性引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度u(H1),壓力變送器和壓力測量儀準(zhǔn)確度引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度u(H2)、u(H3)。

        5.3 軸功率Pa的標(biāo)準(zhǔn)不確定度u(Pa)引起的不確定度分量u3(η)

        標(biāo)準(zhǔn)不確定度u(Pa)由下列三個不確定度分項構(gòu)成:軸功率測量重復(fù)性引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度u(Pa1),扭矩傳感器和轉(zhuǎn)矩測量儀準(zhǔn)確度引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度u(Pa2)、u(Pa3)。

        6 標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量評定

        測試時做20次數(shù)據(jù)采樣,如表2所示。

        表2 IS150-125-315離心泵采樣數(shù)據(jù)

        6.1 流量

        6.1.1 u(Q1)的評定

        用A類方法評定:

        6.1.2 u(Q2)的評定

        用B類方法評定,已知電磁流量計精度為0.5級,按均勻分布取K=故電磁流量計引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度為:

        6.1.3 u(Q3)的評定

        6.1.4 u(Q)的評定

        6.2 揚(yáng)程

        6.2.1 u(H1)的評定

        用A類方法評定:

        6.2.2 u(H2)的評定

        用B類方法評定,已知壓力變送器精度為0.2級,按均勻分布取,故壓力變送器引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度為:

        6.2.3 u(H3)的評定

        用B類方法評定,已知壓力測量儀精度為0.2級,按均勻分布取,故智能壓力測量儀引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度為:

        6.2.4 u(H)的評定

        u(H1)、u(H2)、u(H3)彼此獨(dú)立,不相關(guān),故:

        6.3 軸功率

        6.3.1 u(Pa1)的評定

        用A類方法評定:

        6.3.2 u(Pa2)的評定

        用B類方法評定,已知扭矩傳感器精度為0.5級,按均勻分布取,故扭矩傳感器器引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度為:

        6.3.3 u(Pa3)的評定

        用B類方法評定,已知JN-338轉(zhuǎn)矩測量儀表精度為0.2級,按均勻分布取,故轉(zhuǎn)矩測量儀引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度為:

        6.3.4 u(Pa)的評定

        7 擴(kuò)展不確定度計算

        因為輸入量Q、H、Pa彼此獨(dú)立,不相關(guān),故合成不確定度為:

        8 測量結(jié)果報告

        水泵效率η的擴(kuò)展不確定度為U=0.74%,它由合成不確定度uc(η)乘以包含因子K=2而得到。

        9 結(jié)語

        水泵效率測量不確定度是表示測量結(jié)果可信度的一個參數(shù),影響測量結(jié)果的因素諸多,本文詳細(xì)描述了在測量水泵效率時測試結(jié)果不確定度的來源,并對相關(guān)因素進(jìn)行了分析。水泵效率的測量不確定度在實際工作中有著至關(guān)重要的意義,特別是在驗貨檢驗、委托檢驗和監(jiān)督檢查中的檢驗結(jié)果為臨界值時,更應(yīng)慎重考慮,給出實驗室不確定度,并得到委托方或客戶的認(rèn)可。

        [1]回轉(zhuǎn)動力泵 水力性能驗收試驗 1級、2級和3級:GB/T 3216—2016[S].

        [2]測量不確定度評定與表示:JJF 1059.1—2012[S].

        [3]水泵綜合性能試驗臺校準(zhǔn)規(guī)范:JJF(機(jī)械)034—2008[S].

        [4]吳安平.水泵效率測量結(jié)果不確定度的分析與計算[J].機(jī)械工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化與質(zhì)量,2005(6):33-35.

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