Сбор и статистическая обработка параметров для получения базовых и фактических характеристик насосного агрегата

Сбор и обработка параметров для получения базовых и текущих характеристик аналогичны. Единственное отличие состоят в том, что информация для построения базовых характеристик собирается для всех режимов, а данные для текущих характеристик собираются для фактических режимов эксплуатации НА в период времени от одной постановки диагноза до другой.

Контроль стационарности режима осуществляется по Q(P_вх. или Р_вых.).

Набирается m (не менее 21) значений Q_j(Р_вх.j или Р_вых.j), по которым подсчитывается среднее значение:

(3.1)

Делается проверка

(3.2)

В случае выполнения неравенства (3.2) значения текущих параметров подвергаются дальнейшей обработке, иначе измеренные значения отбрасываются, недостающие значения добираются.

Так как формулы для расчета статистических характеристик одинаковы для всех измеряемых параметров, введем величину х - обобщенное обозначение измеряемых эксплуатационных параметров.

Определение среднего арифметического значения по имеющимся измеренным значениям x_j:

(3.3)

где m - число наблюдений.

Таким образом получаем величины , , , , , , или (в случае регистрации на НПС J_j, тогда ).

В дальнейшем величины , , , , , , называются результатами измерений, а величины Q_j, Р_вх.j, P_вых.j, N_j, n_j,r_j, v _j - результатами единичных наблюдений.

Определение оценки среднего квадратического отклонения (СКО) результата наблюдений:

(3.4)

По этой формуле получаем значения: S(Q_j), S(P_вх.j), S(P_вых.j), S(N_j), S(n_j), S(r_j), S(v _j).

Проверка однородности полученных наблюдений параметра х проводится для исключения грубых ошибок. Для этого вычисляется относительное уклонение результата наблюдения x_j от среднего арифметического , выраженное в долях СКО:

. (3.5)

Полученное значение u_xj сравнивается с табличным, зависящим от числа наблюдений m и доверительной вероятности Р_a. Табличные значения u_табл.для Р_a = 0,95 и m = 3 - 25 даны в Приложении Г.

Если u_xj > u_табл., то наблюдение x_j отбрасывается как грубоошибочное с вероятностью 0,95, тогда и S(x_j) пересчитываются заново без учета исключенного результата наблюдения. Если (m - 1) < 21, то добирается еще одно значение параметра х.

Аналогично проверяется принадлежность общему ряду следующего результата наблюдения x_j+1 и т.д.

Значения u_табл. относятся к нормативно-справочной информации и хранятся в базе данных.

Определение оценки СКО результата измерения:

(3.6)

Без проверки принимаем предположение, что результаты наблюдений x_j принадлежат к нормальному распределению.

Доверительные границы случайной погрешности результата измерения определяются по формуле:

(3.7)

где t - коэффициент Стьюдента, зависящий от доверительной вероятности Р_a и числа результатов наблюдений m.

Табличные значения t для Р_a = 0,95 даны в Приложении Г.

Значения коэффициента t относятся к нормативно-справочной информации и хранятся в базе данных.

Доверительные границы неисключенной систематической погрешности результата измерения определяются по формуле:

(3.8)

где - предел систематической погрешности средств измерений величины .

(3.9)

где h - класс точности средства измерения.

Суммарная погрешность результата прямого измерения определяется по формуле:

(3.10)

Согласно формуле (3.10), суммарные погрешности прямых измерений параметров , , , , , , , характеризующих текущий i-ый режим работы насосного агрегата, вычисляются по формулам:

(3.11)

Относительные предельные погрешности измерения этих параметров будут иметь вид:

(3.12)

Относительная предельная погрешность определения напора i-ого режима насосного агрегата находится по формуле:

(3.13)

где g - ускорение свободного падения, м/с²; - напор, м.

(3.14)

Среднее значение КПД насоса для i-ого режима подсчитывается по формуле:

(3.15)

Значение плотности перекачиваемой нефти, при отсутствии результатов непосредственных замеров можно определить:

(3.16)

где r₂₀ - плотность нефти при 20 °С; ζ - температурная поправка, t - температура нефти, при которой определяется плотность.

ζ = 1,825 - 0,001315r₂₀, кг/м³ · ºС (3.17)

Полученные значения параметров насоса (подача, напор, мощность и КПД) должны быть нормализованы (приведены) согласно формулам следующего раздела. После приведения получим величины Q_пр.i, H_пр.i, N_пр.i, h_пр.i.

Окончательно расчетные формулы для определения относительных предельных погрешностей приведенных значений параметров НА записываются следующим образом:

(3.18)

Абсолютные предельные погрешности определения параметров насоса, характеризующих текущий i-ый режим работы, находятся по формулам:

(3.19)

Мощность на валу насоса N_{пр.i.нас.} определяется по известной формуле:

(3.20)

Окончательно значения параметров насоса записываются в виде:

подача

напор

мощность насоса

КПД насоса