Шумовые характеристики насоса 1 Погрешности измерений 2

Шумовые характеристики насоса 1

Погрешности измерений 2

Зачем? 1. В каких случаях характеристики насоса соответствует его каталожным данным несмотря на имеющиеся расхождения? 2. Какие диапазоны погрешностей являются допустимыми? 3. Правомочно ли утверждать, что насос А лучше насоса Б, т. к. его КПД на 3% выше? 3 Погрешности измерений

Общие понятия Измерение - это нахождение значения физической величины с помощью специальных технических средств. Измерения не могут быть выполнены абсолютно точно. Всегда имеется некоторая неопределенность в значении измеряемой величины. Эта неопределенность характеризуется погрешностью – отклонением измеренного значения величины от ее истинного значения. 4 Погрешности измерений

Виды погрешностей Прямыми называют измерения, при которых значение величины находят непосредственно по шкале прибора, например, при измерении давления манометром. Косвенными называют измерения, когда для нахождения некоторой физической величины сначала измеряют прямыми измерениями несколько других величин, а затем на основании известной зависимости, вычисляют эту искомую физическую величину. Например, напор или КПД насоса 5 Погрешности измерений

Виды погрешностей В зависимости от причин, приводящих к возникновению погрешностей и с целью их определения различают следующие виды погрешностей: грубые, систематические, случайные и инструментальные (приборные) Грубые и систематические могут быть сведены к нулю или учтены Случайные рассчитываются с использованием зависимостей теории вероятности: определяется доверительный интервал для заданной доверительной вероятности по коэффициенту Стьюдента 6 Погрешности измерений

Инструментальная или приборная погрешность Инструментальные погрешности вносят средства измерений. Изготовитель прибора гарантирует, что погрешности по прибору не выходят за пределы, указанные в его паспорте. При этом остается неизвестными ни конкретная величина, ни знак погрешности, получающейся в результате отдельного измерения данным прибором. Измерительные средства делятся на классы точности, которые обозначаются на их шкале 0, 1; 0, 2; 0, 5; 1, 0; 1, 5; 2, 5; 4, 0, и которые показывают величину допустимой погрешности в процентах от значения измеряемой величины, соответствующего отклонению стрелки до последнего деления шкалы 7 Погрешности измерений

Инструментальная или приборная погрешность Пример: манометр класса точности 1, 0 со шкалой от 0 до 10 атм. Допустимая абс. погрешность Аинс равна 10*1, 0/100 = ± 0, 1 атм. Такая же погрешность будет у этого прибора и для любого другого значения, измеренного этим прибором, т. е. и для 0, 5 атм. и 1 атм. и 5 атм. Т. е. относительная погрешность будет: 20%; 10 %; 5%, соответственно В случае многошкального прибора, имеющего разные пределы измерения или дающего возможность измерять разные величины, например, мановакууметр, класс точности может приводиться для каждой величины, или он определяется по цене деления каждой величины 8 Погрешности измерений

Инструментальная или приборная погрешность Если класс точности не указан или нет сведений о допустимой приборной погрешности, то за допустимую погрешность данного прибора принимается половина наименьшей цены деления прибора. Цифровые электроизмерительные приборы имеют, как правило, допустимую погрешность, равную 1 единице последнего индуцируемого разряда. 9 Погрешности измерений

Суммарная погрешность (случайная + инструментальная) Максимально допустимые значения суммарных погрешностей по «ГОСТ 2007 -6134 Испытания насосов» показаны в таблице Наименование показателя Допустимые значения суммарной погрешности, % Подача Класс 1 ± 2, 0 Класс 2 ± 3, 5 Частота вращения ± 0, 5 ± 2, 0 Крутящий момент Напор насоса ± 1, 4 ± 3, 0 Мощность насоса, вычисленная по крутящему ± 1, 5 моменту и частоте вращения ± 3, 5 Мощность насоса, определяемая по потребляемой ± 2, 0 мощности электродвигателя и его КПД ± 4, 0 10 Погрешности измерений

Погрешность косвенных измерений Определение погрешностей напорных и энергетических характеристик насоса выполняться в следующей последовательности: 1. Проводится оценка погрешностей прямых измерений. К ним относятся измерение: - подачи, - давлений на входе и выходе насоса, - частоты вращения, - крутящего момента на валу насоса, - напряжения и величины потребляемого тока. 2. Проводится оценка погрешностей косвенных измерений: - напора, - полезной мощности, - КПД 1 по крутящему моменту и частоте вращения или КПД 2 по потребляемому току электродвигателя , - NPSH по формулам связывающим эти величины с величинами полученными прямыми измерениями 11 Погрешности измерений

Соответствует или не соответствует? Согласно ГОСТ 6134 -2007 «Испытания насосов» : значения напора считается удовлетворяющим требованиям НД, если напорная характеристика пересекает или хотя бы касается прямоугольника допустимых отклонений, построенного в заданном режиме по ±∆Qu, ±∆Н вычисляемых по формулам: ∆H = ±tн. H, ∆Q = ±tq. Q Напорная характеристика по НД (стандарту, ТУ, каталогу) 12 Погрешности измерений

Соответствует или не соответствует? Наимено вание показателя Для насосов серийного Значение производства с типовыми допускаемого каталожными кривыми отклонения ± 9 % - для подачи t. Q; (с учетом ± 7 % - для напора t. H; производственного +9 % - для мощности насоса t. P; отклонения), % +9 % - для мощности агрегата t. Par; -7 % - для КПД tη. Класс 1 Подача t. Q Напор t. H КПД tη 13 Погрешности измерений Класс 2 ± 4, 5 ± 3 ± 8 ± 5 - 3 - 5

Соответствует или не соответствует? Согласно ГОСТ 6134 -2007 «Испытания насосов» : КПД определяют для точки пересечения построенной по результатам замеров кривой H(Q) с прямой линией или квадратичной параболой, проходящей через гарантируемую точку QGHG и начало координат характеристики, т. е. в том месте, где вертикальная линия, проходящая через эту точку, пересекает кривую η(Q). Гарантированное значение КПД считается подтвержденным, если его значение в точке пересечения больше или, как минимум, равно ηG·(1 - tη) 14 Погрешности измерений

Соответствует или не соответствует? Внимание! Выше приведенные допускаемые отклонения суммируют влияние: - геометрических отклонений (например, от чертежей, из-за погрешностей изготовления деталей насоса, его сборочных единиц и насоса в целом) - различных измеряемых показателей и расчетных величин 15 Погрешности измерений

Правомочно ли утверждать, что насос А лучше насоса Б, т. к. его КПД на 3% выше? Рассмотрим пример определения точности измерения параметров насоса IL 100/160 – 18, 5/2. Рабочая точка: напор 25 м, подача 200 м 3/час, КПД = 70% Измеряемый параметр Средство измерения Пределы измерения Кл. точности Измеряемая величина Абсол. погрешн. Относ. погреш. Давление на выходе Давление на входе Подача Манометр МТИ 0 – 10 атм 1 6, 5 атм ± 0, 1 атм 0, 015 Манометр МТИ ЭМД ADMAG (Япония) 0 – 10 атм 1 4 атм ± 0, 1 атм 0, 025 Ограничение по ± 0, 35% 200 скорости 10 м/c м 3/ час ± 0, 7 м 3/ час 0, 0035 Диафрагма по 50 – 250 м 3/час ± 2, 0 м 3/ час ± 30 об/ мин ± 0, 18 Н м 0, 01 ± 1, 0% Частота вращения Крутящий момент Тахометр 50 – 10 000 ТЧ-10 -р об/ мин Датчик момента 10 -100 Н м ТМА-10 К ± 1, 0% ± 0, 3% 200 м 3/ час 3 000 об/ мин 60 Н м Напряжение Мультиметр АРРА А 11 0 – 400 В ± 0, 5% 400 В ± 2 В 0, 005 0 – 400 А ± 0, 5% 30 А ± 0, 15 А 0, 005 ГОСТ 8. 586. 2 -2005 Ток 16 Погрешности измерений 0, 01 0, 003

Правомочно ли утверждать, что насос А лучше насоса Б, т. к. его КПД на 3% выше? Параметр Подача по ЭМД Подача по диафрагме Напор Расчетная формула σ0 V = Относит погрешн. c учетом/ без учета нестабил n, % ± 1, 05/ 0, 35 σ0 V = ± 1, 4/ 1, 0 σ0 Н = ± 6, 3 / 5, 7 Абсолют. погрешн. ± 2, 1/ 0, 7 м 3/ час ± 2, 8/ 2, 0 м 3/ час ± 1, 6/ 1, 4 м Мощность σ0 N = по моменту Мощность по σ = 0 N электротоку КПД 1 (подача σ 0 КПД = ± 3, 01/ 0, 3 ± 7, 07/ 5, 7 ± 1, 8/ 0, 18 Н м ± 1, 8/ 0, 4 Н м ± 5/ 4, 0 КПД 2 (подача σ 0 КПД = ± 7, 1/ 5, 8 ± 5/ 4, 1 ± 3, 0/ 0, 7 по ЭМД) по диафрагме) 17 Погрешности измерений