Próba oszacowania niepewności pomiarów parametrów kinetyki utleniania cząstek stałych
Więcej
Ukryj
1
Automotive Industry Institute
Data publikacji: 25-04-2014
The Archives of Automotive Engineering – Archiwum Motoryzacji 2014;63(1):71-88
STRESZCZENIE
W artykule podjęto próbę oszacowania niepewności pomiarów parametrów kinetyki utleniania cząstek stałych (PM), powstających podczas spalania paliwa w silnikach o zapłonie samoczynnym. Kinetykę procesu charakteryzują dwa podstawowe parametry: energia aktywacji Ea i stała szybkości k0 utleniania PM. Wartości tych wielkości można m.in. wyznaczać na podstawie grawimetrycznego pomiaru ubytku masy PM podczas ich spalania. Przebieg procesu utleniania PM istotnie zależy od powtarzalności warunków procesowych, która wpływa na wartości wyznaczanych parametrów kinetyki. Parametry Ea i k0 mają podstawowe znaczenie w badaniach symulacyjnych i analizie procesu utleniania (spalania) PM; mają one podstawowe znaczenie przy opracowaniu technologii regeneracji samochodowych filtrów spalin. Dla ww. potrzeb konieczne jest wyznaczenie wartości parametrów
Ea i k0 o określonej wiarygodności; wymaga to przeprowadzenia analizy statystycznej wyników pomiarowych. Poniżej przedstawiono procedurę obróbki statystycznej pomiarów oraz oszacowane wartości ww. parametrów, uzyskanych na podstawie eksperymentalnych badań kinetyki utleniania PM.
Na stanowisku badawczym do grawimetrycznych badań utleniania PM uzyskano ok. 1000 przebiegów zarejestrowanych w różnych warunkach procesowych. Na potrzeby referatu wybrano – w oparciu o ustalone kryteria - serię wyników pomiarowych; wyniki te poddano testowi statystycznemu Dixona, którego zadaniem jest eliminacja ze zbioru danych wyników obarczonych błędami nadmiernymi. Przy założeniu rozkładu normalnego oraz konkretnego poziomu ufności obliczono niepewność oraz podano wynik pomiaru będący średnią arytmetyczną poszczególnych wyników z podaniem przedziału niepewności. W wyniku analizy statystycznej wyznaczono wiarygodne wartości parametrów Ea i k0 oraz ich niepewności przy założonym poziomie ufności.
W celu dodatkowej weryfikacji obliczonych wartości parametrów Ea i k0 przeprowadzono test statystyczny polegający na odrzucaniu wartości tych parametrów wykraczających poza obszar wyznaczony w oparciu o założony poziom ufności i odchylenie standardowe serii pomiarów. Przeprowadzony test potwierdził poprawność oszacowania niepewności i pozwolił na sformułowanie wniosków.