Оценка погрешностей результатов исследований
Специфика методики по оценке погрешностей заключается в том, что в данной лабораторной работе используется имитационное моделирование режимов нагрева и теплообмена по жесткой програмне, заложенной в память ЭВМ, согласно которой переход с одного режима на другой осуществляется ступенчато, а значения падения напряжения и температуры поверхности на экспериментальном участке строго фиксированы. Измерительная информация снимается с помощью установленных на пульте управления измерительных приборов и отображается на экране телевизионного монитора. Поэтому при обработке результатов экспериментов на имитационной установке для каждого режима нагрева и теплообмена необходимо учитывать класс применяемого измерительного прибора и его допустимые погрешности измерений в соответствии с метрологическими требованиями ГОСТ 8.009-84 и ГОСТ 8.508-86.
Так как при выполнении работы на каждом заданном стационарном режиме проводится однократное измерение электрических и температурных параметров, то рекомендуется следующий порядок расчета при оценке погрешностей.
Определяется класс точности измерительных приборов и оценивается погрешность измерения величины в выбранном диапазоне измерений. Предел допустимой основной погрешности средств измерений оценивается по формуле
,
(20)
где Хн – нормируемое значение измеряемой или определяемой допустимой величины; g - предел допустимой погрешности прибора (класс точности прибора).
С учетом, что конвективный тепловой поток определяется из уравнения баланса
,
(21)
среднеквадратическая относительная погрешность конвективного теплового потока Qк рассчитывается по формуле
.
(22)
Так как коэффициент теплоотдачи aі определяется по закону Ньютона
,
(23)
то среднеквадратическая относительная погрешность в определении местного коэффициента теплоотдачи a рассчитывается по формуле
(24)
В приведенных формулах D обозначены абсолютные погрешности измерения величин напряжения U, температур Тwі и Т¦, диаметра D нар и длины цилиндра L.
Абсолютные погрешности указанных величин принимаются равными 0,5 %.
Приложение.
Таблица 1 – Физические параметры двуокиси углерода
В = 10,13 104 Па (760 мм рт ст )
|
Т, К |
r, кг/м3 |
Ср, КДж/(кгК) |
l 102, Вт/(м К) |
m 106, Н с/м2 |
n 106, м2/с |
а 106, м2/с |
Pr - |
|
300 |
1,773 |
0,851 |
1,66 |
14,92 |
8,42 |
11,0 |
0,77 |
|
350 |
1,517 |
0,900 |
2,04 |
17,21 |
11.34 |
14.9 |
0,76 |
|
400 |
1.326 |
0,942 |
2,43 |
19,39 |
14,62 |
19,5 |
0,75 |
|
450 |
1,176 |
0,981 |
2,83 |
21,49 |
18,24 |
24,5 |
0,74 |
|
500 |
1,059 |
1,02 |
3,25 |
23,31 |
22,01 |
30,1 |
0,73 |
|
550 |
0,962 |
1,05 |
3,66 |
25,39 |
26,39 |
36,2 |
0,73 |
|
600 |
0,883 |
1,08 |
4,07 |
27,22 |
30,83 |
42,7 |
0,72 |
|
650 |
0,814 |
1,10 |
4,45 |
28,98 |
35,6 |
49,7 |
0,72 |
|
700 |
0,756 |
1,13 |
4,81 |
30,63 |
40,52 |
56,3 |
0,72 |
Таблица 2 – Физические параметры азота N2
В = 10,13 104 Па (760 мм рт. ст.)
|
Т, К |
r, кг/м |
Ср, КДж/(кгК) |
l 102, Вт/(м К) |
m 106, Н с /м2 |
n 106, м2/с |
а 106, м2/с |
Рr - |
|
300 |
1,123 |
1,041 |
2,59 |
17,82 |
15,87 |
22,15 |
0,716 |
|
350 |
0,962 |
1,042 |
2,93 |
20,0 |
20,79 |
29,23 |
0,711 |
|
400 |
0,842 |
1,045 |
3,27 |
22,04 |
26,18 |
37,16 |
0,705 |
|
450 |
0,749 |
1,05 |
3,58 |
23,96 |
31,99 |
45,52 |
0,703 |
|
500 |
0,674 |
1,056 |
3,89 |
25,57 |
37,94 |
54,65 |
0,694 |
|
550 |
0,612 |
1,065 |
4,17 |
27,47 |
44,89 |
63,98 |
0,702 |
|
600 |
0,561 |
1,075 |
4,46 |
29,08 |
51,84 |
73,95 |
0,701 |
|
650 |
0,518 |
1,086 |
4,72 |
30,62 |
59,11 |
83,9 |
0,705 |
|
700 |
0,481 |
1,098 |
4.99 |
32,1 |
66,74 |
94,48 |
0,706 |
Таблица 3 – Физические параметры водорода Н2
В = 10,13 104 Па (760 мм рт. ст.)
|
Т, К |
r, кг/м3 |
Ср, КДж/(кгК) |
l 102, Вт/(м К) |
m 106, Н с/м2 |
n 106, м2/с |
а 106, м2/с |
Pr - |
|
300 |
0,0807 |
14,31 |
18,3 |
8,9 |
110,29 |
158,5 |
0,696 |
|
350 |
0,0692 |
14,43 |
20,4 |
9,86 |
142,49 |
204,3 |
0,697 |
|
400 |
0,0605 |
14,48 |
22,6 |
10,82 |
178,84 |
258,0 |
0,693 |
|
450 |
0,0538 |
14,5 |
24,7 |
11,71 |
221,78 |
322,6 |
0,687 |
|
500 |
0,0484 |
14,52 |
26,6 |
12,59 |
260,12 |
378,5 |
0,687 |
|
550 |
0,0441 |
14,53 |
28,5 |
13,42 |
304,31 |
444,8 |
0,684 |
|
600 |
0,0403 |
14,55 |
30,5 |
14,25 |
353,6 |
520,2 |
0,680 |
|
650 |
0,0372 |
14,58 |
32,3 |
15,02 |
403,76 |
595,5 |
0,678 |
|
700 |
0,0346 |
14,61 |
34,2 |
15,78 |
456,07 |
676,5 |
0,674 |
Таблица 4 – Физические параметры сухого воздуха
В =10,13 104 Па (760 мм рт. ст.)
|
t, 0 C |
r, кг/м3 |
Ср, КДж/(кгК) |
l 102, Вт/(м К) |
m 106, Н с/м2 |
n 106, м2/с |
а 106, м2/с |
Рr - |
|
80 |
1,00 |
1,009 |
3,05 |
21,1 |
21,09 |
30,2 |
0,692 |
|
100 |
0,946 |
1,009 |
3,21 |
21,9 |
23,13 |
33,6 |
0,688 |
|
120 |
0,898 |
1,009 |
3,34 |
22,8 |
25,45 |
36,8 |
0,686 |
|
140 |
0,854 |
1,013 |
3,49 |
23,7 |
27,8 |
40,3 |
0,684 |
|
160 |
0,815 |
1,017 |
3,64 |
24,5 |
30,09 |
43.9 |
0,682 |
|
180 |
0,779 |
1,022 |
3,78 |
25,8 |
32,49 |
47,5 |
0,681 |
|
200 |
0,746 |
1,016 |
3,93 |
26,0 |
34,85 |
51,4 |
0,680 |
|
250 |
0,674 |
1,058 |
4,27 |
28,4 |
40,61 |
61,0 |
0,677 |
|
300 |
0,615 |
1,047 |
4,60 |
29,7 |
48,33 |
71,6 |
0,674 |
|
350 |
0,566 |
1,059 |
4,91 |
31,4 |
55,46 |
81,9 |
0,676 |
|
400 |
0,524 |
1,068 |
5,21 |
33,0 |
63,09 |
93,1 |
0,678 |
|
500 |
0,456 |
1,093 |
5,74 |
36,2 |
79,38 |
115,3 |
0,687 |
|
600 |
0,404 |
1,114 |
6,22 |
39,1 |
96,39 |
138,3 |
0,699 |