ВВЕДЕНИЕ 6
1 ТЕОРИЯ ОБ РАЗРАБОТКИ МАТЕМАТИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ И СПОСОБЫ УЛУЧШЕНИЯ РАСЧЕТА ЭФФЕКТИВНОЙ ПЛОЩАДИ ДЛЯ ПОРШНЕВЫХ МАНОМЕТРОВ 9
1.1 Социально-экономической необходимости правильного
измерения давления 9
1.2 Типы давления 11
1.3 Калибровка средств измерений 13
1.4 Виды и методы измерений 14
1.5 Классификация приборов давления согласно принципу работы. 16
1.6 Центры, где экспериментальные данные калибровки были
получены для проведенного исследования 24
1.7 Вывод 32
2 РАЗРАБОТКА И ОПИСАНИЕ МАТЕМАТИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ УСОВЕРШЕНСТВОВАННОЙ ДЛЯ РАСЧЕТА ЭФФЕКТИВНОЙ ПЛОЩАДИ ДЛЯ ПОРШНЕВЫХ МАНОМЕТРОВ 33
2.1 Влияние величин на измерения в вычислениях эффективной
области в поршневых манометрах 33
2.2 Анализ коррекции флотации масс 34
2.3 Эффект влияния температуры в поршне 35
2.4 Коррекция деформации давлением 36
2.5 Влияние поверхностного натяжения на длину окружности
площадь поршня 37
2.6 Математическая модель 39
2.7 Вывод 41
2 РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ 42
2.1 Экспериментальные данные калибровки в лабораториях 42
2.2 Поведение поверхностного натяжения в разных точках давления
при калибровке поршневого датчика 45
2.3 Анализ влияния поверхностного напряжения на расчет площади
эффективного манометр поршневой 46
2.4 Сравнение расчетов, проведенных в лаборатории давления в Гаване на Кубе, и представлены расчеты, выполненные в лаборатории давления в Казани в России, с использованием скорректированной модели, представленной в этой статье, в соответствии с относительными максимальными отклонениями 49
2.5 Анализ и сравнение методологий, используемых в обеих странах
для процедуры расчета эффективной площади 52
2.6 Вывод 59
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 60
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ 62
ПРИЛОЖЕНИЕ 72
В современном мире практически нет ни одной сферы деятельности человека, где бы не использовались результаты измерений, испытаний и контроля. Значение метрологии - науки об измерениях - трудно переоценить, поскольку это один из важнейших способов познания. Каждую секунду на планете Земля производятся миллиарды измерительных операций, результаты которых используются для обеспечения качества и технического уровня выпускаемой продукции, безопасной и безаварийной работы транспорта, обоснования медицинских диагнозов, анализа информационных потоков и многого другого. Трудно представить область жизнедеятельности человека, где не требовалась бы точность измерений.
Величина Давление имеет большое значение в технологии, используемой в промышленности, как для производства, так и для контроля технологических параметров оборудования в промышленности, поэтому его контроль и надлежащее чтение имеют жизненно важное значение, и возникает вопрос «Как узнать, регистрирует ли инструмент, с которым мы осуществляем измерения, или инструмент, который контролирует деятельность производственной линии и регистрирует реальные значения измерения?»
Проверка данной деятельности достигается путем точной калибровки инструментов, которые вмешиваются в процесс. Эта калибровка возможна при контроле и постоянном изучении деятельности национальных метрологических лабораторий, которые занимаются хранением и поддержанием моделей гарантирующих прослеживаемость измерений масштаба в стране.
Настоящее исследование предполагает опыт исследований, проведенных в лабораториях на Кубе и в Казани с использованием комбинированных процедур и комплексным образом. (Смотре значение качества измерении в приложении 1)
Калибровка заключается в сравнении показаний инструмента с заранее подготовленным шаблоном, этот процесс называется измерением.
Измерение это не просто факт чтения и запись результата, измерение представляет собой набор операций, включающий в себя знание физикомеханического процесса (в случае измерения давления), которое происходит на протяжении всего процесса измерения.
Для осуществления измерения требуется точность, знание необходимых методов измерения и процедур, которые будут использоваться в измерении, способы фиксации и записи результатов измерения.
С освоением этих знаний можно определить, что величины могут влиять на измерение, которое позволит отследить соответствующие коррозии и достичь математической модели, которая правильно описывает работу и методы измерения. Задача лабораторий метрологии заключается в том, чтобы иметь возможность наиболее точно определить результаты, которые впоследствии станут стандартами.
Для этих измерении обычно используют приборы под названием «Поршневой манометр», который в иерархии шаблонов давления считается инструмент одним из наиболее точных, поскольку он более корректно описывает измерение и работу механической физики P = F / A.
Ожидается, что результаты для расчета более точных измерений, с полученными новыми поправками к математической модели, может сопоставлялись с результатами, полученными в результате калибровки, выполненной в «Первичной федеральной метрологической лаборатории» (г. Казань (Россия, Республика Татарстан), а также с результатами «Национальной исследовательской метрологической лаборатории «ИНИМЕТ», (Куба).
Измерении проводились в диапазоне от 1 до 60 кгс / см в Федеральной лаборатории Республики Татарстан используется стандарт, измеряемый инструменты имеющих одинаковую номинальную площадь 0,5 м2 и одну и
ту же модель производства, а в лаборатории Кубы «INIMET» изображение и инструмент в области моделирования различаются.
Проведя тщательный библиографический обзор и проанализировав важность сохранения прослеживаемости метрологической величины в стране и проведя правильное измерение в приборах, рассмотрим следующую:
Научная проблема:
Влияние математической модели на точность расчета эффективной площади поршневого манометра.
Гипотеза:
Использование математической модели, содержащей каждую переменную, действующую при работе установки, с которой выполняется калибровка, приведет к большей точности в оптимальном расчете эффективной площади поршневого манометра.
Цель:
Получить результаты эффективная область для манометров поршни, более точные, в разработке математическая модель с коррекцией за поверхностного натяжения.
Задачи:
1) Поведение поверхностного натяжения в разных точках давления при калибровке поршневого датчика.
2) Анализ влияния поверхностного напряжения на расчет площади эффективного манометр поршневой.
3) Сравнение расчетов, проведенных в лаборатории давления в Г аване на Кубе, и представлены расчеты, выполненные в лаборатории давления в Казани в России, с использованием скорректированной модели, представленной в этой статье, в соответствии с относительными максимальными отклонениями.
4) Анализ и сравнение методологий, используемых в обеих странах для процедуры расчета эффективной площади.
Текущая работа выявлена в решении проблемы, поднятой Институтом Метрологии Кубы, для повышения эффективности расчетов и качества измерений, проведенных в организации при калибровке поршня манометровую.
Исследования, проведены в двух разных лабораториях в двух разных странах, с таким же максимальный предел измерения и том же районе, номинальный.
Важность исследования сосредоточена на решении проблемы, существующей в метрологическом институте Кубы, что связано с недостаточностью эффективности и качества измерений, которые должны быть сделаны с помощью манометров из промышленного, медицинского и других жизненно важных секторов экономики и Кубинское общество.
Для решения проблемы была определена необходимость иметь математическую модель, которая позволила бы провести адекватные расчеты измерений.
Была разработана математическая модель, которая включает коррекцию поверхностного натяжения, зависит от отношения давления, поступающей в манометр поршень при выполнении экспериментальной калибровки для расчета области эффективного манометр поршень, который калибруется.
Было проанализировано поведение поверхностного натяжения с увеличением давления генерируемого составлял и было установлено, что
поверхностное натяжение увеличивается при увеличении давления, как
11
2 1/* гр ч ~~
описано Van der Waals в уравнение предложения: у = ( К Р эз Т сз ( 1 + —) 9)
При этом температура, как постоянно, поскольку этот эксперимент проводится в лабораторных условиях, где температура и влажность воздуха удерживаются на стабильные значения.
Было проверено влияние коррекции поверхностного натяжения в расчет эффективной области, где была продемонстрирована с помощью таблиц и диаграмм как получены значения эффективной области слегка более точные, если вводится поправка на поверхностное натяжение, предложенная в этой работе.
Была проверена на математической модели, поставленной в данной работе путем сравнения значений, полученных за сертификат калибровки институтов (ИНИМЕТ) и (ЦСМ Татарстан) с результатами расчетов, проведенных с помощью математической модели, где отмечалось, что при проведении расчетов с помощью математической модели были получены максимальные отклонения относительные, в % немного более точные результаты, чем представленные институтов.
Были проанализированы подпунктах наиболее значимых методов, используемых в обеих лабораториях Гавана, Куба (ИНИМЕТ) и Казань, Россия (ЦСМ Татарстан), которые описывают процедуры для проведения экспериментов и расчета эффективную площадь для манометров поршни.
Существует заметная разница в способе расчета эффективной площади в обеих методологиях. Согласно методологии, которой придерживается лаборатория в Гаване Куба (ИНИМЕТ), эффективная площадь получается как среднее значение эффективных площадей, полученных при каждом значении давления эксперимента. Согласно методологии, которой придерживается лаборатория в Казани Россия (ЦСМ Татарстан), эффективная площадь получается путем деления суммы суммарной массы и умножения ее на эффективную площадь стандартного манометра.
1. Анисимов, В. П. Метрология, стандартизация и сертификация (в сфере туризма): моногр. / В.П. Анисимов, А.В. Яцук. - М.: Альфа-М, Инфра- М, 2017. - 256 с.
2. Бикулова, В. Ж. Метрология, Стандартизация И Сертификация / В.Ж. Бикулова [и др.] . - Москва: СПб. : Питер, 2011. - 410 с.
3. Димов, Ю.В. Метрология, стандартизация и сертификация / Ю.В. Димов. - М.: СПб: Питер, 2016. - 432 с.
4. Игнатьев, Б. И. Англо-русский словарь по метрологии и технике точных измерений / Б.И. Игнатьев, М.Ф. Юдин. - М.: Русский язык,
2017. - 368 с.
5. Ильянков, А. И. Метрология, стандартизация и сертификация в машиностроении. Практикум / А.И. Ильянков, Н.Ю. Марсов, Л.В. Гутюм. - М.: Академия, 2012. - 160 с.
6. Кошевая, И. П. Метрология, стандартизация и сертификация / И.П. Кошевая, А.А. Канке. - М.: Форум, Инфра-М, 2017. - 416 с.
7. Кузнецов, С. К. Древнерусская метрология / С.К. Кузнецов. - М.: Типография Н. Н. Черемшанского, 2014. - 138 с.
8. Метрология /А.А. Дегтярев [и др.]-М.: Академический проект, 2014.256 с.
9. Метрология, стандартизация и сертификация / А.И. Аристов [и др.] -
М.: Лсаёеш1а, 2015. - 384 с.
10. Метрология, стандартизация и сертификация в машиностроении / Д.Д. Грибанов [и др.] - М.: Академия, 2011. - 288 с.
11. Метрология, стандартизация и сертификация в энергетике / С.А. Зайцев [и др.] - М.: Лсаёеш1а, 2013. - 224 с.
12. Мышелов, Е. П. Введение в метрологию, стандартизацию и сертификацию качества / Е.П. Мышелов. - М.: Красанд, 2017. - 224 с.
13. Сергеев, А. Г. Метрология / А.Г. Сергеев. - М.: Логос, 2017. - 288 с.
14. Уайтхауз, Д. Метрология поверхностей. Принципы, промышленные методы и приборы / Д. Уайтхауз. - М.: Интеллект, 2011. - 472 с.
15.Э.Г. Миронов, Н.П. Бессонов, Метрология и технические измерения: учебное пособие / Э.Г. Миронов, Н.П. Бессонов, 2015.
16. Аронов, И.З. Терминологический словарь по техническому регулированию / И.З. Аронов, А.Л. Рыбакова, А.Л. Теркель. - Партнеры и конкуренты. 2005. №6, 7, 9,10.
17. Каменцева, Е. И. Русская метрология: учеб. пособие. / Е. И.Каменцева, Н. В.Устюгов - М.: ”Ммсш. школа”, 1975. - 328 с.
18. ГОСТ 8.417-2002 Государственная система обеспечения единства измерений. Единицы величин [Текст]. - Введ. 2003-08-31. - М. : метрологии и сертификации 2002.
19. Лифиц И.М. Стандартизация, метрология и оценка соответствия: Учебник. 9-е изд. М.: Юрайт-Издат. 2009. 315 с.
20. Яблонский, О.П. Основы стандартизации, метрологии, сертификации: Учебник. 2-е изд. / О.П. Яблонский , В.А. Иванова / Серия «Высшее образование». Ростов н/Д: Феникс. 2010. 475 с.
21. Артемьев, Б.Г. . Метрология и метрологическое обеспечение./ Б.Г. Артемьев . М.: ФГУП «СТАНДАРТИНФОРМ», 2010. 568 с.
22. ГОСТ Р ИСО 9000-2015 Системы менеджмента качества. Основные положения и словарь (с Поправкой) [Текст]. - Введ. 2015-11-01. - М.: Стандартинформ, 2015.
23. ИСО 9001:2015 Системы менеджмента качества. Требования [Текст]. - Введ. 2015-09-23. - М.: Стандартинформ, 2015.
24. Белобрагин, В.Я. Стандартизация на службе информационной безопасности / В.Я. Белобрагин // Стандарты и качество. 2006. № 1. С. 46-48.
25. Берновский Ю.Н. Шесть ответов на вопросы о технических условиях/ Ю.Н. Берновский // Стандарты и качество. 2007. № 6. С. 40-42.
26. Воронин Г.П. Когда качество переходит в количество /Г.П. Воронин// Стандарты и качество. 2013. № 5. С. 5-9.
27. Трунов Г. М. О переопределении четырех основных единиц СИ [Текст]: Естественные науки. 2007 № 1. ISSN 1812-3368. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана.
28. КООМЕТ - мост для метрологов Европы и Азии // Стандарты и качество. 2006. №1. С. 21-22.
29.Окрепилов, В.В. Стандартизация и эффективность управления - наша цель// Стандарты и качество. 2012. № 4. С. 42-45 (метрологич. обесп. нанотехн.; кач-во жизни...).
30. Metrologia para no metrologos, Segunda Edicion, Rocio M. Marban y julio A. Pellecer Ano 2002. ISBN 99922-770-0-9
31. Metrology calibration and measurement processes guidelines, H.T. Castrup,
W.G. Eicke, J.L. Hayes, A. Mark, R.E. Martin, J.L. Taylor. Jet Propulsion Laboratory, NASA Reference Publication 1994
32. Hay M., Simpson D., Development of high-line differential pressure standards, NPL Report CMAM 41, September 1999, 95
33. PTB-Mitteilungen 118, No. 2 and No. 3, Pressure Measurement from Kilo- to Gigapascal, Wladimir Sabuga, pag 60, Publication 2008.
34.Sistema Interamericano de Metrologia (SIM): [Электронный ресурс]. URL: http://www.sim-metrologia.org.br. (Дата обращения: 12.11.2017).
35. Давление воздуха или газа: избыточное, абсолютное,
дифференциальное, атмосферное: [Электронный ресурс]. URL:
http://www.vekir.ru/davlenie. (Дата обращения: 23.11.2017).
36. Виды и методы измерений: [Электронный ресурс]. М., 2014-2018. URL: http://metro-logiya.ru/index.php?action=full&id=388. (Дата обращения:
15.11.2017) .
37. Манометр: [Электроный ресурс]. М.: Советская энциклопедия. 19691978. URL: https://dic.academic.ru/dic.nsf/bse/106461/Манометр. (Дата обращения: 25.03.2017).
38.Instituto Nacional de Investigaciones en Metrologia: [Электроный ресурс]. M.,2018.URL:http://www.inimet.cubaindustria.cu/inimet/Quienes%20somo s. (Дата обращения: 21.02.2018).
39. Федеральное бюджетное учреждение "Государственный региональный
центр стандартизации, метрологии и испытаний в Республике Татарстан": [Электронный ресурс]. М., 2013-2018. URL:
http://test.tatarstan.ru/rus/history.htm. (Дата обращения: 08.02.2018).
40. The variation of surface tension with temperature and some related functions:
[Электроный ресурс]. М., Volume 125, 1924. URL:
http://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/1924/ct/ct9242500032#!divAbst ract. (Дата обращения: 20.02.2018).
41. Климов А.Г., Колчков В.И., Парфеньева И.Е. Технология машиностроения: Лаб. практикум. / Под ред. В.И. Колчкова. - М.: Изд- во Университета машиностроения (МАМИ), 2012. - 390 с.
42. Большая советская энциклопедия. - М.: Советская энциклопедия. 19691978.
43. Controle & Instrumenta5ao - Edi?ao n° 135, Medi?oes de Pressao: Tudo o que voce precisa saber, Cesar Cassiolato, 2008.
44. Definicion de tension superficial, (https://definicion.de/tension-superficial/), Julian Perez Porto y Maria Merino. Publicado: 2014. Actualizado: 2016.
45. История возникновения управления качеством в республике Куба / К. М. Лимонта, Э. П. Гонсалес, А. С. Пирогова, И. И. Хафизов // Wworld Science: Problems and innovations: Сборник статей победителей IX Международной научно-практической конференции. - 2017. - С. 131133.
46. Виды измерений, процедура поверки и калибровки / Э.Р. Ручкина, Э.П. Гонсалес, К. М. Лимонта // НАУКА И ИННОВАЦИИ В XXI ВЕКЕ: актуальные вопросы, открытия и достижения VII International scientific conference. - 2017. - С.74-76.
47. Effect of a surface tension gradient on the slip flow along a superhydrophobic air-water interface, Dong Song, Baowei Song, Haibao Hu, Xiaosong Du, Peng Du, Chang-Hwan Choi, and Jonathan P. Rothstein Phys. Rev. Fluids 3, 033303 - Published 30 March 2018.
48. Computer modelling of the surface tension of the gas-liquid and liquid- liquid interface, Aziz Ghoufi, Patrice Malfreyt, Dominic J. Tildesley, published on 08 Jan 2016.
49.ISO 554:1976, Standard atmospheres for conditioning and/or testing - Specifications, (Government Notice No. 1373 of 8 November 2002).
50.IC 211-01 Calibracion de Manometros Patrones de Piston y Pesas. Metodos y Medios de Calibracion [Текст] - Введ. 2010.
51. MetAs (2005). Seguridad, Distribution y condiciones ambientales , Procedimiento MA-TEC03-05/03
52. ANSI/ISA-S71.01-1985, Environmental Conditions for Process Measurement and Control Systems: Temperatura and Humidity , American Nacional Estandar
53.Ol ML P7. Planning of Metrology and Testing Laboratories, Organisation Internationale de Metrologie Legale.
54.ISA-RP52.1-1975. Recommended Environments for Standards Laboratorios. Instrument Society of America.
55.DC-LE-06. Ensayos / Calibraciones realizados fuera de sitio permanente, OAA (Organismo Argentino de Acreditacion).
56.ISO/IEC 17025 Testing and calibration laboratories [Текст] - Введ 2005.
57. г. Архангельск, Роль сил поверхностного натяжения в физике, 2009
58. ГОСТ 8.479-82 Государственная система обеспечения единства измерений. Манометры избыточного давления грузопоршневые. Методы и средства поверки [Текст]. - Введ. 1984-01-01. - М.: Издательство стандартов, 1985.