空调焓差实验室测量不确定度

焓差I室测量空调器制冷量不确定度1.测试原理焓差法实验室是通过测试间环境工况调节系统使放置被测空调器的测试间的温度和湿度达到相关标准规定的稳定值，然后对空调器的送风参数、回风参数以及循环风量进行测量，用测出的风量与送风、回风焓差的乘积确定空调器的制冷能力。2.测试对象本公司的分体式空调器ZE36H。以该机的某次抽检测量结果为例进行不确定度计算。该次测试结果的数据另见附页。3.数学模型cWVhhqblnnaa])1()([21式中：Φ—空调器室内侧总制冷量，Wq—空调器室内测点的风量，m3／sha1—空调器室内回风空气焓值，J／kgha2—空调器室内送风空气焓值，J／kgVn—喷嘴处空气比容，m3/kgWn—喷嘴处的含湿量，kg／kg(a)Φl—受风室漏热量，Wb、c—为校正系数，其中b＝1.0249，c＝135.86考虑到环境条件波动、不同试验人员包纱布等其它因素对制冷量的影响，所以将模型转化为：elnnaaWVhhq35.861])1()([0249.121式中：Φe——环境条件波动、不同试验人员包纱布等其它因素影响的影响量，W。4.传播系数（灵敏系数）C1＝)1()(0249.1221nnaanWVhhqV4.19×103C2＝)1()(0249.121nnaaWVhhq26.6416×103C3＝221)1()(0249.1nnaanWVhhqW3.388×103C4＝)1(0249.11nnaWVqh0.158C5＝)1(0249.12nnaWVqh0.158C6＝l＝0249.1C7＝e＝15.标准不确定度一览表标准不确定度分量ui不确定度来源类型标准不确定度值u(xi)传播系数C|Ci|×u(xi)u1喷嘴处空气的比容B0.098×10-3m3/kg－4.19×1030.411Wu2风量B0.139×10-3m3/s26.64×1033.70Wu3喷嘴处的含湿量B0.0000149kg/kg－3.388×1030.05Wu4空调器室内回风空气焓值B43.2J/kg0.1586.83Wu5空调器室内送风空气焓值B43.2J/kg－0.1586.83Wu6受风室漏热量B0.0929W1.02490.10Wu7环境条件波动引起的不确定度等其它因素A5.02W15.02W合成标准不确定度uc（Φ）11.51W包含因子k（置信水准：95％）2扩展不确定度U23.01W6.各标准不确定度的确定1)喷嘴处空气比容引起的不确定度分量u1由热力学公式，PV=mRT可以推出：nnnPtV)15.273(055.287其中，tn：表示喷嘴前的风温，℃；Pn：表示喷嘴前的压力，Pa221)()(nnpnntnnuPVutVunntV＝0.0029nnPV＝－0.000008根据校准证书，喷嘴前测风温的铂电阻其测量结果的扩展不确定度为U＝0.04℃，其中k＝2。所以其标准不确定度02.0204.0kUunt℃。喷嘴前的压力测量仪器的扩展不确定度为U＝20，其中k＝2，所以upa=20/2=10Pa所以u1＝0.098×10-3m3/kg2)风量引起的不确定度分量u2风量的计算公式为：)2(99.0vnpVAq＝)2(99.0)4/(2vnnpVD其中，A：表示喷嘴的面积，m2Dn：表示喷嘴的直径，mPv：表示喷嘴前后的静压差，Pa由公式知，造成风量误差的主要来源是喷嘴前后的静压差Pv和喷嘴处的空气比容Vn。则222)()(nvVnpvuVqupqu310214.0299.0vnvPVApq；0921.0299.0nvnVPAVq根据校准证书，喷嘴前后的静压差测量仪的扩展不确定度为U＝1.3Pa，其中k＝2，则uPv＝0.65Pa，而u1=uVn=0.000098m3/kg，所以u2＝0.000139m3/s。3)喷嘴处的含湿量引起的不确定度u3含湿量的计算公式为)85.12501(1000)85.12501(1000)(1010122121tWtttWW1表示出风口的含湿量t1表示出风口的干球温度t2表示出风口的湿球温度W2表示出风口湿球纱布表面饱和空气层的含湿量11tW＝0.00074621tW＝0.0000058621dW＝0.9992而出风口湿球纱布表面饱和空气层的含湿量计算公式为ssPBPW622.02721028.1PsW821036.8BW72222107.8)()(2BpwuBWuPsWUs根据校准证书得到，测量干球和湿球温度的铂电阻的扩展不确定度为U＝0.04℃，其中k＝2。其标准不确定度02.0204.021kUuutt℃。且221221211)()()(2211dttWudWutWutWu所以u3=uW1=0.0000149kg/kg(a)4)室内侧回风空气焓值引起的不确定度分量u4ha1＝10101+1000×(2501+1.85d1）Wl其中tw1表示空调器室内回风空气的湿球温度，℃；Wl：表示tw1对应的含湿量，kg/kg（a）td1：表示空调器室内回风空气干球温度，℃。根据校准证书，测量回风温度的铂电阻的扩展不确定度为U＝0.04℃，其中k＝2。所以其标准不确定度02.01dtu℃；采用上节计算uWo的方法，可以得出uW1＝0.0149×10-3kg/kg(a)。11dath1030,11Wha2.55×1062112114)()(111WatdahuWhuthuuda=43.2J/kg5)室内侧送风空气焓值引起的不确定度分量u5ha2＝1010tdo+1000×(2501+1.850tdo）Wo根据校准证书，测量送风温度的铂电阻的扩展不确定度为U＝0.04℃，其中k＝2。所以其标准不确定度02.0dotu℃；由前面的计算有uWo=0.0149×10-3kg/kg(a)，且有doath21030,oaWh22.55×10622225)()(2odoaWoatdoahuWhuthuu=43.2J/kg6)受风室漏热量引起的不确定度分量u6受风室漏热量)(21aalllttkS其中受风室漏热面积Sl＝0.684m2，漏热系数kl＝4.800W/（m2•℃），故以上公式可变为：)(286.321aaltt根据校准证书，测回风和送风温度的铂电阻的扩展不确定度为U＝0.04℃，其中k＝2，uta1＝uta2＝0.02℃。而1alt＝3.286，2alt＝－3.286故u6＝0.0929W7)环境条件波动引起的不确定度分量u7制冷量为七次不同时刻读数的平均值，根据贝塞尔公式，其标准不确定度为：7127)(171iu5.02W7.合成标准不确定度7122)(iiiccucuu11.518.扩展不确定度取k＝2，置信水准p＝0.952cukU11.51=23.01W9.测量结果的不确定度报告和表示制冷量Φ=(3527±23.01)W(包含因子k＝2，对应95％的置信概率)。