泵站流速儀測(cè)流精度的研究.docx

1、農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào)Vol.13No.4Dec.1997第13卷第4期199?年12R泵站流速儀測(cè)流精度的研究收信日期J997-06-01泵站流速儀測(cè)流精度的研究收信日期J997-06-01水利部、機(jī)械部、江蘇省-農(nóng)村泵站懈試方法與節(jié)能尚故研究項(xiàng)目王洋.工程師,副所長(zhǎng)，鎮(zhèn)江市江蘇理工大學(xué)排浪機(jī)械研究所,212013夕'/（江蘇理工大學(xué)）（江蘇理工大學(xué)）7。珅提昊根據(jù)理論分析和泵站現(xiàn)場(chǎng)采用流速儀測(cè)流的數(shù)據(jù)，分析了產(chǎn)生誤差的原因,闡述了提高液速儀測(cè)流精度的措施.關(guān)第詢系站流速&洌浪媾度StudyontheMeasuringPrecisionofCurrentMeterinPumpStati

2、ontJiangsuUnii'ersUofScvsc?andTechnology«Zftnjutng)AbstractBasedonthedataofon-the-spotmeasuring,thefactorsofcausingerrorwereanalysed*andthemethodtoimprovemeasuringprecisionofcurrentmeterwasprovided-KeywordsPumpstationCurrentmeterMeasuringprecision1引言泵站現(xiàn)場(chǎng)測(cè)流對(duì)泵站節(jié)能改造提供準(zhǔn)確的依據(jù)是非常重要的。由于泵站現(xiàn)場(chǎng)的水泵是已安裝定

3、位的，其現(xiàn)場(chǎng)的條件各異，影響測(cè)試的因素很多,它不同于實(shí)驗(yàn)室測(cè)試，既要考慮測(cè)試的科學(xué)性，又要考慮測(cè)試的簡(jiǎn)易和實(shí)用性.還要保證測(cè)最精度的可靠性。因此，從泵站現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際狀況出發(fā)，對(duì)泵站測(cè)流采用流速儀進(jìn)行測(cè)扯具有廣泛的推廣應(yīng)用價(jià)值,可提高泵站節(jié)能改造的效果。本文以泵站現(xiàn)場(chǎng)采用流速儀測(cè)量流量的實(shí)例分析研究其測(cè)流精度。2測(cè)流誤差的理論分析泵站流速儀是將旋漿式流速儀固定在某一幾何形狀的測(cè)流斷面上或預(yù)定的測(cè)點(diǎn)上，溜最流經(jīng)該點(diǎn)的時(shí)間流速，然后通過(guò)其流速和過(guò)流斷面面積確定所測(cè)流量。流速儀測(cè)流時(shí)的流量一般表達(dá)式為。=杼=它EII式中嘰第部分平均流速，九第，部分面積C部分面積是矩形或梯形斷面，則=-寸5Qn=匕專匕匕

4、-也3二蟲h、會(huì)中Q).矩形斷面流量；a過(guò)水?dāng)嗝鎸挾?X過(guò)水?dāng)嗝嫠睿琌r.梯形斷面流量；環(huán)一梯形下底寬度；Bl梯形上底寬度。分別對(duì)Q”和Or.兩式取對(duì)數(shù)并微分整理得(1)(1)dQn_d®_d(/_+K),da.dA,Qj.=<?r.一匕一】4-V,B、十h應(yīng)當(dāng)指出：由上式知，梯形斷面和矩形斷面微分表達(dá)的形式一樣，但&的含義不同,前者是平均寬度，后者是寬度,故計(jì)算方式亦有所不同。又(1)式可改寫為dr,.土亞；土亞=d(K_i+V,-i=K=V一耳V.蚣_也_史迪些Q._Q,_+B,+九當(dāng)流速儀在»點(diǎn)測(cè)流時(shí),其最大相對(duì)誤差為或=包+機(jī),+處(3)流速儀的測(cè)速

5、公式為=*+c式中k.c常數(shù)；N旋漿轉(zhuǎn)數(shù)；T時(shí)間.因與法比較，是微小:&可以忽略不計(jì)，同理對(duì)測(cè)速公式取對(duì)數(shù)并微分得亞_甌_空F=T¥流速儀在點(diǎn)測(cè)速時(shí)的最大相對(duì)系統(tǒng)誤差為化=也+也=1罕1，+I亨I,由于測(cè)量部分寬度&和水深a,通常采用鋼卷尺和鋼板尺測(cè)量，其示值允許誤差分別為士0.6mm和0.5mm,故x.JB.0.6x.Ah,.0.5總=!矛=云=I=T這樣就得到在：點(diǎn)測(cè)流時(shí)的最大相對(duì)系統(tǒng)誤差禹.=公.+上+臂+生5因此，流速儀在整個(gè)斷面的測(cè)流相對(duì)誤差為山=N詈=蚓兒(。1110總誤3現(xiàn)場(chǎng)測(cè)流精度的分析圉I住家電灌站成讒儀測(cè)浪過(guò)水?dāng)喽鴪D1是宜興縣錢家電灌站測(cè)流過(guò)水?dāng)嗝?/p>

6、(水深305mm).表1是流速儀瀏試結(jié)因?yàn)榱魉賰x的測(cè)流公式為Q=£；。,各。是獨(dú)立的測(cè)量值，其總的隨機(jī)誤差為1-1式中Q.Q",Q部分流員；相對(duì)應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)方差;差為(5=必屏+決79*1錢家電混站現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試結(jié)果洌試時(shí)間流速/msJ旋漿轉(zhuǎn)敏部分面積部分流量流量平均流量測(cè)量位置線速邊'岸流速部分流速/m2/msL/m3/m，L001.831.993660.0610.121I2.1S2.174300.1080.23510»2512.192.214380.1080.2390.721512.23416IV01.902.073800.0610.126001.801.963

7、600.0610.120I2.122.154240.1080.2331035I2.182.194360.1080.2370.71360.71512.2044。W01.862.043720.0610.124001.801.963600.060.120.12.122.134240.1080.23110«45I2.142.174280.1080.2310.70912.19438W01.862.033720.0610.124注，在中邊拳氛遍為#近醵以RI得的使建.部分it速為相怖點(diǎn)的牛均值.王洋:泵站流速儀測(cè)流精度的研究由流速儀的檢定公式和流速儀使用要求，取k=0.242,C=0.0075。

8、當(dāng)i=0.242時(shí)，對(duì)應(yīng)的測(cè)流時(shí)間為48.4s°由于流速儀計(jì)數(shù)器記數(shù)周期為0.2s,則流速儀的時(shí)間系統(tǒng)誤差為缶=6T/T=0.2/48.4=0.41%又因流速儀自身顯示計(jì)數(shù)原因，&=*.則在10：25時(shí)刻的測(cè)試誤差：4,°-1=如一+知-，+4+<5.0-,=頑+硒+頑+頑=1.2%由d.o-j計(jì)算知N未按表1所列數(shù)值計(jì)算，因?yàn)榱魉賰x測(cè)流是采用部分平均速度計(jì)算流量的.故以部分平均速度對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)速N計(jì)算其系統(tǒng)相對(duì)誤差。同理力j_i=L01%命_.=1.0%,=1.12%則系統(tǒng)誤差為<5.=1.07%同理其隨機(jī)誤差為0Q=Vo-j4-cr2!4-<6-1

9、+<ri-w=0.004取置信度為0.95,則最大極限誤差為J=2。""=0.0046最大相對(duì)隨機(jī)誤差為冬=言=064%所以總誤差為d=+以=1.25%表2是采用流速儀對(duì)8臺(tái)泵現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試精度的統(tǒng)計(jì)。由表2可以看出，采用流速儀測(cè)流總誤差在3.82%6.1%之間。其誤差范圍大，原因是流速儀測(cè)流時(shí)的水頭波動(dòng)大,水深測(cè)鼠誤差大和測(cè)流時(shí)間長(zhǎng)所致。而這種誤差是由于流速儀測(cè)流方法本身所引起的。因此，對(duì)影響現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試精度的主要因素加以控制，可有效地減小誤差控制主要誤差因素的現(xiàn)場(chǎng)測(cè)流精度的統(tǒng)計(jì)見(jiàn)表3。與表2相比，其誤差遠(yuǎn)小于表2且其測(cè)量精度完全符合ISO2548C級(jí)流量誤差2.8%的要求。

10、«2采用流速儀對(duì)8臺(tái)泵現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試精度的統(tǒng)計(jì)站名流量單項(xiàng)誤差/%流量最大波動(dòng)/%流變化界限/%系統(tǒng)誤差隨機(jī)誤差合成值畢家站1-0.935.95.97二68.4華家站2。1.05.15.19土2.74.9華家站3°2.13.23.82±1.73.S華嚴(yán)站1B1.734.14.5士47.1華跋北站1.654.14.4±0.8U1虞橋站1.625.96.1土6.111.4現(xiàn)咀站1*1.544.3±1.52.9大殿站1-1.S4.14.36*4.98.2妻3控制主要謖差因素的現(xiàn)場(chǎng)測(cè)流精度統(tǒng)計(jì)站名流St單項(xiàng)誤差%流量最大源量系統(tǒng)誤差隨機(jī)誤裴合成值液動(dòng)變化界限觀咀站2。1.41.301.9±12.1新學(xué)站L】.541.302.07士23.4華橋站2.351.502.79±0.51錢家站1.070.6(1.79=0.91.75測(cè)流精度主要是由測(cè)流時(shí)的水頭波動(dòng)、測(cè)流時(shí)間長(zhǎng)和水深泌量視差導(dǎo)致隨機(jī)誤差過(guò)大所造成。這種誤差可以通過(guò)適當(dāng)?shù)姆椒右钥刂?，即選擇合理的測(cè)流斷面，保證測(cè)流時(shí)的幾何斷面尺