shkolaw.in.ua 1
Теоретичні питання



  1. Що таке істинне і дійсне значення фізичної величини?


Істинне значення фізичної величини визначити вимірюванням неможливо через відсутність ідеальних методів і засобів вимірювань. Тому для визначення похибок вимірювань замість істинного використовують умовно істинне (дійсне) значення фізичної величини. Дійсним є значення фізичної величини, знайдене експериментальним шляхом і настільки наближене до істинного значення, що його можна використати замість істинного для даної мети.


  1. Що таке систематична похибка і як вона враховується?


Систематична похибка – це складова похибки вимірювання, що залишається сталою або прогнозовано змінюється у ряді вимірювань тієї ж величини. Відповідно цьому визначенню систематичні похибки поділяються на сталі і змінні. Змінні похибки в свою чергу можуть бути прогресуючими та періодичними. Якщо при вимірюванні похибка монотонно зменшується або збільшується, то вона називається прогресуючою. Періодична систематична похибкаце похибка, значення якої є періодичною функцією часу. Прикладом цієї похибки може бути похибка, що виникає внаслідок коливання напруги живлення електричної мережі протягом певного часу. Систематична похибка може змінюватися за складним законом. В залежності від причин виникнення систематичні похибки поділяються на методичні, інструментальні та суб’єктивні.

Виявлення і усунення причин виникнення похибок є найбільш поширеним способом зменшення всіх видів систематичних похибок. Наприклад, для зменшення похибки, що виникає внаслідок змінювання температури навколишнього середовища, прилади або їх окремі елементи термостатують, для усунення похибок від впливу електромагнітних полів застосовують екрани тощо.

Постійні систематичні похибки вилучаються введенням поправок до результатів вимірювань. Поправка – це значення величини, що алгебраїчно додається до результату вимірювання з метою вилучення систематичної похибки. Вилучення систематичної похибки можливо також за допомогою коригувальних коефіцієнтів. Коригувальним є числовий коефіцієнт, на який помножують результат вимірювання з метою вилучення систематичної похибки.



  1. Що таке емпірична формула?


Емпірична формула – це добре підібраний алгебраїчний вираз, який із задовільною точністю визначає залежність між досліджуваними величинами. Перевагою емпіричної формули є те, що вона коротко і компактно відображає залежність між величинами, дозволяє застосовувати методи математичного аналізу для її дослідження.


  1. На чому ґрунтується дія біметалічних і ділатометричних термометрів?


Дія біметалічних і ділатометричних термометрів ґрунтується на використанні властивості твердого тіла змінювати свої лінійні розміри при змінюванні температури.

Практичне завдання
Розробити принципову схему вимірювань при теплотехнічних випробуваннях повітроохолодника системи кондиціювання згідно наступних вихідних даних:

Витрата повітря Gп = 10,0 кг/с.

Температура повітря: на вході = 42 °С;

на виході = 22 °С.

Витрата забортної води: Gв = 5 кг/с.

Температура забортної води: на вході = 15 °С;

на виході = 25 °С.

Тиск: повітря рп = 0,102 МПа;

забортної води рв = 0,28 МПа.

Допустима відносна похибка

вимірювання теплового потоку δQ = 9±0,5%.
Вибір раціональних способів вимірювання
Підберемо необхідні прибори для повітря

Qп = 16981 м3/год.

Для вимірювання температури повітря використовуємо термоелектричний термометр


ТХК-0179 : діапазон температур –50…600°С, занурювана частина 63 мм;

КСП-4 : к = 0,25; 0…100°С.

Для вимірювання витрати використовуємо електромагнітний витратомір «ЭРИС»: діапазон 0…20000 м3/год; к = ±2,5.

Для вимірювання тиску повітря використовуємо: зразковий пружинний манометр М1Д-6, діапазон вимірювань 0…1 МПа; к = 2,5.

Трубопровід приймальний

мм.

Підбираємо необхідні прибори для забортної води.

Трубопровід напірний магістральний

мм.

Для вимірювання температури забортної води використовуємо термоелектричний термометр

ТХК-0179 : діапазон температур –50…600°С, занурювана частина 20 мм;

КСП-4 : к = 0,25; 0…100°С.

Для вимірювання витрати забортної води використовуємо тахометричний витратомір «Шторм32М» з параметрами 8…50 м3/год, к=2,5; D = 40 мм.

Для вимірювання тиску забортної води використовуємо: зразковий пружинний манометр М1Д-5, діапазон вимірювань 0…0,6 МПа; к = 2,5.
Визначення похибок вимірювань.
Визначимо відносну похибку вимірювань теплового потоку для повітря і забортної води.

Для повітря



ΔGп = 1(20000–0)/100 = 200 м3/год = 5,89·10–2 кг/с.

Δt = 0,25(100–0)/100 = 0,25.

Δcp = 0,005 кДж/(кг К).

.

Розрахована похибка менша за допустиму, тому обрані прилади можна використовувати.
Для забортної води

ΔGв = 2(50–8)/100 = 0,84 м3/год = 0,238 кг/с.


Δt = 0,25(100–0)/100 = 0,25.

Δcp = 0,0005 кДж/(кг К).

.

Розрахована похибка менша за допустиму, тому обрані прилади можна використовувати.
Складання принципової схеми вимірювань
Принципову схему вимірювань параметрів при теплотехнічних випробуваннях повітроохолодника системи вентиляції наведена на наступному рисунку.


1 – електромагнітний витратомір; 2, 6, 9, 11 – манометри; 3, 5, 8, 10 – термоелектричні термометри (термопари); 4 – повітроохолодник, який випробується; 7– витратомір змінного перепаду тиску.

Література


  1. Бажан П И., Каневец Г.Е., Селиверстов В.М Справочник по теплообміннім апаратам. – М.: Машиностроение, 1989. – 366 с.

  2. Преображенский В.П. Теплотехнические измерения и приборы. М.: Энергия, 1978. – 704 с.

  3. Рыжков С.В. Теплотехнические измерения в судовых энергетических установках. – Л.:Судостроение, 1980. – 264 с.

  4. Чистяков В.С. Краткий справочник по теплотехническим измерениям М.: Энергоатомиздат, 1991. – 320с.

  5. Єршов В.В., Димо Б.В., Фордуй С.Г. Теплотехнічні вимірювання та прилади: Методичні вказівки для студентів заочної форми навчання напряму 8.0905 «Енергетика». – Миколаїв: УДМТУ, 2000. – 41 с.