Диссертация (1141510), страница 8
Текст из файла (страница 8)
Использовался для визуализации хода исследований изапечатления моментов экспериментов на фото для более подробного идетального изучения.Рулетка. Использовалась строительная рулетка с ценой деления 1,0 мм,для замера габаритов экспериментальной установки и для замеров большихразмеров и расстояний в ходе эксперимента.Металлическая линейка. Применялась металлическая линейка с ценойделения 1,0 мм. Использовалась для настройки оборудования замеровмаленьких расстояний и размеров в ходе эксперимента.Секундомер. Применялся для замера интервалов времени в ходеэксперимента, точность измерений секундомера 0,01 сек.Динамометр. Применялся для измерения горизонтальной нагрузки.Использовался электронный динамометр с точностью измерений 10 г.Весы электронные.
Использовались электронные настольные весы сточностью взвешивания до 1г. Применялись при изготовлении смеси длявзвешивания минерального заполнителя и вяжущего материала.Дрель электрическая с насадкой миксер. Для замешивания смеси изщебня и битум-полимера применялась электрическая дрель с насадкоймиксер.Угловая шлифовальная машина. Использовалась для распилаисследуемого покрытия.612.4. Оценка точности измеренийПрипроведенииэкспериментаиспользовалосьразнообразноеизмерительное оборудование, при выполнении измерений при помощиоборудования могут возникать систематические и случайные ошибки.Систематическими считаются ошибки, при которых результатыизмеренийилирасчётовотклоняютсяотистинныхзначенийнафиксированную величину, как правило, такое происходит при неточностиизмеренияилисбоекалибровкиизмерительногооборудования.Систематические ошибки можно легко обнаружить, для этого необходимосверить показания прибора со стандартной величиной выходного значения,так же систематическую ошибку можно легко предсказать и скорректироватьпри обработке результатов эксперимента.Случайные ошибки не имеют постоянных значений и зависят от того,насколько качественно измерительное оборудование может воспроизвестипоследовательные отсчётыприпостоянном входном воздействиииквалификации исполнителя.
Значения случайных ошибок будут отличатьсядруг от друга.Ошибка определяется как разность между известным значением изначением, полученным в результате замера. Исходя из этого, можно сделатьвывод, что определить ошибку можно только в случае, если есть какое-либоизвестное значение или в случае возможности калибровки измерительногоприбора. Ошибка, как правило, обычно выражается в виде числа [108].Для предотвращения систематических ошибок, вызванных разнымифакторами, которые тяжело поддаются выявлению, полученные данные, привозможности, сравнивались с результатами других авторов аналогичныхисследований.Ошибка показаний пьезометров.
При помощи гидрометрическойтрубкиПито,присоединённойкпьезометрамсмернойшкалой,осуществлялось определение местных скоростей. При привязке мерной шкалы62использовался лазерный нивелир с точностью 0,1 мм. На мерных шкалахпьезометров цена деления 0,1 мм, предельная ошибка измерения составила:⁄ = , + , = , мм,(2.1)Из-за того, что бывают режимы, при которых давление может равнятьсянулю, относительная величина точности измерения давления не может бытькритерием оценки качества измерений.При снятии показаний с пьезометров возможны случайные и грубыеошибки. Для уменьшения влияния этих ошибок, показания с пьезометровснимались многократно и в расчётах использовались средние значениязамеров.
Расчёт производился с помощью программного обеспечения. Длявыявления грубо отклоняющихся значений от общего характера значений привнесении данных в программу строились графические гистограммы, накоторых визуально можно было легко увидеть отклонение.Ошибка при измерении глубины водного потока. При помощишпитценмасштаба производилось измерение глубин водного потока, путёмразностиотсчётов показаниймежду поверхностью потока и дном(поверхностью противоэрозионного покрытия). Предварительно при помощилинейки с точностью измерения 0,1мм на шкале шпитценмасштабаустанавливался «ноль».
Достоверность снятия показаний при помощишпитценмасштаба с учётом изменчивости уровня воды в канале в худшемслучае являлась 0,1...0,2 мм. При выполнении исследований в лоткеэкспериментальнойустановкиобразовывалиськосыеволны,из-зашероховатости откоса, показанные на Рисунок 2.16. До проведенияконтрольных испытаний проводились специальные замеры, заключающиеся втом, что для максимального и минимального расхода и уклона определялисьмаксимальные и минимальные уровни гребней и ложбин волн. Измерениеданных уровней выполнялось в течении 5 минут, средний размах волндостигал 8 мм.
Приняв среднюю величину отклонения 4 мм получим среднююошибку измерения поверхности волны при нахождении глубины.63Рисунок 2.16 – Образование косых волнСуммарная абсолютная ошибка будет равна:∆ = (, … , ) + , + = , … , мм,(2.2)Следовательно, точность измерений составляет 4,3 мм.Предельная относительная ошибка при минимальном значении глубиныпотока равным 88,1 мм, будет равна: =∆, … , % =∙ % = (, − , )%,, (2.3)64Для уменьшения ошибки, замеры производились в 11 мерныхвертикалях, что позволило повысить точность расчётов, и снизило ошибку на1-3%.Ошибка определения скорости водного потока. При помощигидрометрической трубки Пито соединённой с двумя пьезометрами,осуществлялось определение местных скоростей водного потока.
Разницейпоказаний статического и динамического пьезометров определяется удельнаякинетическая энергия потока к = 2 ⁄2 в измеряемой точке. Дляопределения абсолютной ошибки необходимо сложить точность мернойшкалы установки пьезометрического щитка и точность показаний двухпьезометров:к = , + , + , = , мм,(2.4)Предельная абсолютная ошибка определения местной скорости:м = √к = √ ∙ , ∙ , ≈ , ,с(2.5)Предельная ошибка местных скоростей в водном потоке примаксимальном значении местной скорости равной 1,67 м/с: =, % =∙ % = , %,, , (2.6)Ошибка определения пульсационных характеристик.
Измерениепульсационных характеристик производилось при многократном измерении иосреднении измеренных значений. Для определения точности измерениямногократно зафиксированной величины определялась среднеквадратичнаяпогрешность ряда при шести измерениях = 6:∑ , = √=√= , ,−(2.7)Определение количества подозрительных результатов выполнялось покритерию Шовенье для 6 измерений. Среднеквадратичная погрешностьопределялась по формуле:=√=, √= , ,(2.8)65ПрипомощитаблицыквантилейраспределенияСтьюдента(коэффициентов Стьюдента) находился квантиль.
Для этого определялосьчисло степеней свободы:(2.9) = − = − = ,При уровне значимости = 0,10 (доверительной вероятности = 0,9)и числе степеней свободы равным 5 квантиль (процентиль) будет равна , =2,015 [81].Ошибка определения фильтрационных характеристик. Для расчётапьезометрического уклона необходимо знать пьезометрический напор ,+1 =,+1= −+1,+1,которыйрассчитывалсякакразницапоказанийдвухпьезометров, находящихся в начале и в конце пути фильтрации. Дляопределения абсолютной ошибки, необходимо суммировать точностьпоказаний пьезометров и точность измерения шкалы щитка пьезометра: = , + , + , = , мм,(2.10)Предельная абсолютная ошибка определения пьезометрического уклонапри минимальном значении пути фильтрации = 2,2 см: = , =≈ , ,, , (2.11)Предельная ошибка определения пьезометрического уклона примаксимальном значении пьезометрического уклона, равного ,+1 = 2,32: =, % =∙ % = , %,, , (2.12)При измерениях значения фильтрационного напора ф изменялись вграницах от 10,9 до 239,3 мм, а напорменялся в пределах от 68 до 322,9 мм.Для получения предельной относительной ошибки определения расхода ⁄воспользуемся зависимостью [31]:= , ,(2.13)Определим значение предельной относительной ошибки, поставивзначения в формулу:66̅=, = , ∙ % = (, ÷ , )%, ÷ , (2.14)ф, =∙ % = (, ÷ , )%,ф, ÷ , (2.15)̅ф =Для нахождения предельной относительной точности коэффициентафильтрации, воспользуемся следующей зависимостью:̅ф =ф̅ + ̅ ф = (, ÷ , ) + (, ÷ , ) == ф(2.16)= (, ÷ , )%,Принято считать, что предельная ошибка измерения коэффициентарасхода с вероятностью 99,9% будет составлять 3σ среднеквадратичныхотклонений измеряемого значения, тогда получим:̅ф =̅ ф , ÷ , == (, ÷ , )%,(2.17)Ошибка определения сдвиговых характеристик.
Коэффициенттрения тр =|⃗ |, находитьсякак разница силытрения, измеряетсядинамометром, и модуля векторы силы, измеряемый весами. Исходя из этого,абсолютная ошибка определения этого показателя будет находиться как сумматочности показаний измерительных приборов, и находится по следующейформуле:изм. = + = г.,(2.18)Далее определяется относительная ошибка вычисления коэффициентатрения при максимальном его значении, равным тр = 0,68: =изм., % =∙ % = , %,, , (2.19)При определении сдвиговых характеристик покрытия, для фиксациималых перемещений, использовался индикатор часового типа, точностьизмерения которого составляла 0,01 мм и металлической линейкой, сточностью измерений 0,1 мм. В результате, предельная ошибка измеренияперемещения составила 0,11 мм, однако необходимо отметить тот факт, чтопри расчёте коэффициента трения в основном использовались измерения,входящие в предел возможности измерения индикатора часового типа.672.5.
Методика проведения экспериментовИзучениегидравлическиххарактеристик.Исследованиегидравлических характеристик геомата, заполненного щебнем и битумполимерным вяжущим, выполнялось на экспериментальной установке дляизучения гидравлических характеристик потока, на рабочем участке былавыполненафизическаямодельфрагментаканала,трапецеидальногопоперечного сечения натурной величины соответствующая натурнымусловиям потока.Перед проведением гидродинамических исследований была выполненагерметизация внутренней поверхности лотка. Для этого внутренняяповерхность лотка была обшита непроницаемой баннерной тканью.Подводящий участок лотка, показанный на Рисунок 2.17, был выполнен сгоризонтальным дном без изменения уклона. Этот участок необходим дляуспокоения и нормализации потока, поступающего на рабочий участокустановки.Дляуспокоенияпотока,передподводящимучастком,устанавливалась успокоительная решетка из проволоки, с размером ячейки 10мм.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
