- •Федеральное агентство по образованию
- •Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования
- •Тюменский государственный нефтегазовый университет
- •Институт транспорта
- •Методические указания
- •Введение
- •Прикладные программы
- •2. Лабораторные работы
- •2.1. Описание экспериментального участка
- •2.2. Проведение эксперимента и обработка результатов
- •2.3. Оформление отчета по лабораторной работе
- •Лабораторная работа 1
- •2.5. Лабораторная работа 2
- •2.6. Лабораторная работа 3
- •2.7. Лабораторная работа 4
- •2.8. Лабораторная работа 5
- •3. Практические занятия
- •3.1. Задача 1
- •3.2. Задача 2
- •3.3. Задача 3
- •3.4. Задача 4
- •Рекомендуемая литература
- •Приложение 1 Пример
2. Лабораторные работы
Как уже было сказано, лабораторные работы выполняются на компьютерной модели экспериментального участка.
2.1. Описание экспериментального участка
Экспериментальный участок представляет собой трубопровод с внутренним диаметром D и длинной L (рис. 2.1.).
Р1 Р2 Р3 Р4 Р5 Р6 Р7 Р8 Р9 Р10
Т1 Т2 Т3 Т4 Т5 Т6 Т7 Т8 Т9 Т10
l
L
Рис. 2.1. Схема экспериментального участка
КЦ – компрессорный цех;
АВО – аппараты воздушного охлаждения;
УУ – узел учета количества и качества газа.
По длине участка установлено 10 кранов, в начале и в конце участка и через каждые l=(L/9) км. Около каждого крана оборудован узел замера давления и температуры газа. Давление измеряется манометрами класса точности δМ и с верхним пределом измерения Рmax.
Газ перекачивается по участку компрессорным цехом, оборудованным ГПА, узлом замера расхода и качества газа и регулятором давления и температуры газа, поступающего в участок. ГПА и АВО обеспечивают необходимый для исследований диапазон расхода, давления и температуры газа.
Установленные на узле учета расходомеры обеспечивают измерение производительности участка с точностью δQ%. По участку транспортируется газ с относительной плотностью Δ.
2.2. Проведение эксперимента и обработка результатов
Экспериментам предшествует разработка методики его проведения, предусматривающая следующие этапы:
формулирование цели и задач;
выбор варьирующих факторов и диапазона их изменения;
обоснование потребного количества измерений;
описание порядка проведения экспериментов и разработка журнала регистрации результатов;
обоснование способов обработки и анализа результатов и формы их представления.
Цель и задачи эксперимента формулируются в задании на выполнение работы.
Исходя из этого, определяются варьирующие факторы. Диапазон их изменения определяется возможностями экспериментального участка. В общем случае следует стремиться к максимальному использованию располагаемого диапазона изменения параметров.
Учитывая, что точность получаемых результатов измерения зависит от точности измерительных приборов и внимательности экспериментатора, добиться желаемой точности определения параметров можно многократным повторением эксперимента. Необходимое количество повторений (n) определяется соотношением относительных ошибок одного измерения и конечного результата
,
где - относительная ошибка одного измерения;
- требуемая точность измерения.
Ошибку одного прямого измерения позволяют определить класс точности манометра, цена одного деления термометра и точность расходомера.
Полученное значение n следует воспринимать как количество замеров, гарантирующее определение величины с заданной точностью при самом неблагоприятном сочетании факторов. Практическое достаточное количество измерений, обеспечивающее получение желаемой точности, может оказаться в десятки раз меньше теоретического. Реальное значение n целесообразно определять по результатам пробной серии измерений.
С учетом полученных результатов разрабатывается порядок проведения экспериментов и журнал регистрации контролируемых параметров.
Обработка результатов измерений предполагает использование методов математической статистики для оценки достоверности полученных значений и точности их среднеарифметической величины xср
.
Мерой точности определения величины может быть среднее квадратическое отклонение σ
.
При заданной достоверности результат не должен выходить за доверительный интервал. Оценку достоверности результата можно произвести, используя понятие гарантийного коэффициента
,
где tk – критическое значение гарантийного коэффициента.
Критическое значение гарантийного коэффициента является табличной величиной и зависит от количества замеров и вероятности, что отклонение не превысит максимальное значение. При вероятности Р=0,95 в зависимости от количества замеров n гарантийный коэффициент принимает следующие значения:
n=3 tk=2.735
n=5 tk=2.571
n=10 tk=2.228
n=20 tk=2.086
Все результаты, для которых соблюдается условие , должны признаваться недостоверными и из расчетов исключаться
Статистическая обработка результатов повторяется с оставшимся количеством измерений. Среднеквадратическая ошибка измерения определяется зависимостью
.
Если полученная погрешность превышает требуемую точность, то проводятся дополнительные эксперименты.
Результаты экспериментов представляются в виде таблиц или графиков.