Оценка погрешностей результатов исследований
На данной лабораторной имитационной установке процесс теплоотдачи моделируется на жестко фиксированных режимах по заранее заданной программе. Переход с одного режима на другой осуществляется ступенчато. Значения падения напряжения на рабочем участке U и перепада давлений на мерной шайбе DH строго фиксированы, а вся остальная измерительная информация снимается с помощью установленных на пульте управления измерительных приборов.
При обработке результатов эксперимента необходимо для каждого режима учитывать класс применяемого на обычных лабораторных установках измерительного прибора и его допустимые метрологические погрешности в соответствии с ГОСТ 8.009-84 и ГОСТ 8.508-86.
Практически на каждом заданном стационарном режиме проводятся однократные измерения температур и перепадов давлений. При расчете необходимо также учитывать погрешности определения величин, заданных как постоянные для данной установки (электросопротивление трубки RЭ , ее диаметр d и длина l ).
Порядок расчета при оценке погрешностей рекомендуется следующий.
Измеряется класс точности измерительного прибора и оценивается погрешность на выбранном диапазоне измерений.
Предел допустимой основной погрешности измерения
,
где Хн – нормируемое значение измеряемой или определяемой величины;
g - предел допустимой погрешности прибора (класс точности прибора).
Предел допустимой погрешности падения напряжения U на участке нагрева:
.
Здесь UК – предел измерения напряжения; Uх – показание прибора [В].
Предел допустимой погрешности измерения электросопротивления трубки Rэ образцовым мостом МО-62 (класса 0.1) равен
,
где Rэ=0.0344 Ом; N = 3 – число декад магазина сопротивлений.
Погрешность измерения температур t¦ и tw температурным датчиком составляет ±2%.
Предельные отклонения диаметра трубки d и ее длины l определяются допусками на изготовление:
d = 8.05 ± 0.05 мм; l =720 ± 1 мм.
Относительная среднеквадратическая погрешность косвенного измерения коэффициента теплоотдачи a определяется по формуле
.
Контрольные вопросы
1. Перечислите основные положения, на которых базируется теоретическое описание потоков жидкости.
2. Запишите уравнения, описывающие процесс конвективного теплообмена в потоке и перечислите величины, входящие в эти уравнения.
3. Какую роль в описании конвективного теплообмена играют критерии подобия? Сформулируйте теоремы подобия.
4. Объясните методику расчета коэффициента теплоотдачи в данной работе.
ПРИЛОЖЕНИЕ 1
Образец оформления лабораторной работы
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования УЛЬЯНОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ Инженерно-физический факультет высоких технологий Кафедра физических методов прикладных исследованиях
Лабораторные(ая) работы(а)
по курсу______________________________
Выполнил(и) студент(ы) гр.____________ ____________________________________
Преподаватель_______________________
Ульяновск 2007 г.
Лабораторная работа № ____
Название
ЦЕЛЬ РАБОТЫ
ВВЕДЕНИЕ (краткий теоретический обзор, формулы, необходимые для расчетов, схематический чертеж, электрическая и оптическая схема, поясняющая идею применяемого метода измерений. В двух-трех развернутых предложениях сформулировать идею метода измерений. Привести обозначения и названия величин, встречающихся в задаче)
ТАБЛИЦА(Ы) №____. Название таблицы (без кавычек). Каждый столбец (или строка) таблицы должны включать как название, так и обозначение измеряемой величины и указание единицы ее измерения. Целесообразно в первых столбцах таблицы записывать величины, играющие роль аргумента (независимые), а в последующих – играющие роль функции (зависимые величины). Таблицы следует чертить только по линейке. Желательно, чтобы таблица результатов измерений выглядела приемлемой с эстетической точки зрения (разные цвета для линий и цифр, и т.д.).
ГРАФИКИ, РИСУНКИ №____. Название графика, рисунка (без кавычек). Графики выполняются на миллиметровой бумаге, масштаб по осям координат выбирается таким образом, чтобы кривые занимали практически все поле чертежа. Цифровые значения проставляются только для крупных единиц масштаба (1, 5, 10). Проекции экспериментальных точек на осях не отмечаются. Как правило, зависимости одних физических величин от других – это гладкие плавные линии без резких изломов. Экспериментальные точки вследствие погрешности измерений не ложатся на эти гладкие кривые, а группируются вокруг них случайным образом. Поэтому не следует соединять соседние экспериментальные точки таким образом, чтобы получить некоторую ломаную линию.
РАСЧЕТЫ (Формулы, полученные значения, ед.измерения) Рекомендуется придерживаться схемы «алгебраическая формула - арифметическое выражение – результат расчета». Если искомая величина – результат косвенных или совместных измерений, то проделывают необходимые расчеты соответствующих оценок значений математического ожидания искомой величины и стандартных отклонений.
РАСЧЕТ ПОГРЕШНОСТИ (абсолютная, относительная погрешность). В случаях, когда это возможно, определяется интервал, у котором искомая величина может находиться с заданной вероятностью.
ВЫВОДЫ: В данной работе проведены измерения … Рекомендуется проанализировать достоинства и недостатки примененного метода измерений, по возможности, сопоставить их с аналогичными характеристиками других известных методов измерений искомой величины. В заключение в выводах можно отметить относительную погрешность результатов измерений, соотношение случайной и систематической погрешностей, возможность уменьшения погрешностей и сделать общие замечания о конструкции и работе установки.
ПРИМЕЧАНИЕ. По окончании курса лабораторные работы сдаются преподавателю или инженеру кафедры. Лабораторные работы хранятся на кафедре в течение одного года. |