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        水泵效率測(cè)量結(jié)果不確定度的評(píng)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(cè)量?jī)x

        黃和平 江 璐 任楊波 鄭丙輝 徐華月

        (臺(tái)州市質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督檢測(cè)研究院,浙江臺(tái)州318000)

        0 引言

        水泵效率測(cè)量結(jié)果不確定度是可疑程度定量的表述,是檢驗(yàn)檢測(cè)機(jī)構(gòu)測(cè)量能力水平上的體現(xiàn)。隨著檢驗(yàn)檢測(cè)機(jī)構(gòu)改革進(jìn)程的推進(jìn),產(chǎn)品質(zhì)量檢驗(yàn)檢測(cè)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(shí)施細(xì)則》要求,企業(yè)和技術(shù)檢驗(yàn)機(jī)構(gòu)應(yīng)按照GB/T 3216—2016《回轉(zhuǎn)動(dòng)力泵水力性能驗(yàn)收試驗(yàn)1級(jí)、2級(jí)和3級(jí)》進(jìn)行定級(jí),并滿足相應(yīng)要求。

        本文通過(guò)實(shí)驗(yàn)人員對(duì)一臺(tái)IS150-125-315離心泵進(jìn)行測(cè)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(shí)驗(yàn)室技術(shù)人員參考。

        1 概述

        (1)測(cè)量依據(jù):JJF 1059.1—2012《測(cè)量不確定度評(píng)定與表示》和GB/T 3216—2016《回轉(zhuǎn)動(dòng)力泵水力性能驗(yàn)收試驗(yàn)1級(jí)、2級(jí)和3級(jí)》。

        (2)檢測(cè)方法:使用PTS-3水泵綜合性能測(cè)試臺(tái)測(cè)量。由電磁流量計(jì)將獲得的信號(hào)輸送給流量測(cè)量?jī)x測(cè)出流量;根據(jù)壓力變送器獲得的信號(hào),用壓力測(cè)量?jī)x測(cè)量出揚(yáng)程;用扭矩傳感器和扭矩測(cè)量?jī)x測(cè)量出軸功率。

        2 測(cè)量對(duì)象

        被測(cè)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(cè)試設(shè)備

        測(cè)試設(shè)備如表1所示。

        表1 測(cè)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(jì)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(lái)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(gè)不確定度分項(xiàng)構(gòu)成:流量測(cè)量重復(fù)性引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度u(Q1),電磁流量計(jì)和流量測(cè)量?jī)x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(gè)不確定度分項(xiàng)構(gòu)成:揚(yáng)程測(cè)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(cè)量?jī)x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(gè)不確定度分項(xiàng)構(gòu)成:軸功率測(cè)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(cè)量?jī)x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(píng)定

        測(cè)試時(shí)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(píng)定

        用A類(lèi)方法評(píng)定:

        6.1.2 u(Q2)的評(píng)定

        用B類(lèi)方法評(píng)定,已知電磁流量計(jì)精度為0.5級(jí),按均勻分布取K=故電磁流量計(jì)引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度為:

        6.1.3 u(Q3)的評(píng)定

        6.1.4 u(Q)的評(píng)定

        6.2 揚(yáng)程

        6.2.1 u(H1)的評(píng)定

        用A類(lèi)方法評(píng)定:

        6.2.2 u(H2)的評(píng)定

        用B類(lèi)方法評(píng)定,已知壓力變送器精度為0.2級(jí),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(píng)定

        用B類(lèi)方法評(píng)定,已知壓力測(cè)量?jī)x精度為0.2級(jí),按均勻分布取,故智能壓力測(cè)量?jī)x引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度為:

        6.2.4 u(H)的評(píng)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(píng)定

        用A類(lèi)方法評(píng)定:

        6.3.2 u(Pa2)的評(píng)定

        用B類(lèi)方法評(píng)定,已知扭矩傳感器精度為0.5級(jí),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(píng)定

        用B類(lèi)方法評(píng)定,已知JN-338轉(zhuǎn)矩測(cè)量?jī)x表精度為0.2級(jí),按均勻分布取,故轉(zhuǎn)矩測(cè)量?jī)x引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度為:

        6.3.4 u(Pa)的評(píng)定

        7 擴(kuò)展不確定度計(jì)算

        因?yàn)檩斎肓縌、H、Pa彼此獨(dú)立,不相關(guān),故合成不確定度為:

        8 測(cè)量結(jié)果報(bào)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(yǔ)

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

        [1]回轉(zhuǎn)動(dòng)力泵 水力性能驗(yàn)收試驗(yàn) 1級(jí)、2級(jí)和3級(jí):GB/T 3216—2016[S].

        [2]測(cè)量不確定度評(píng)定與表示:JJF 1059.1—2012[S].

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

        [4]吳安平.水泵效率測(cè)量結(jié)果不確定度的分析與計(jì)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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