管道当量粗糙度的率定及不确定度

管道的当量粗糙度k 是关键的水力计算参数,同时也是评估不同厂家同类管道制造加工质量的重要指标,因此对于一种新型管道,从水力学的观点,首要之事就是在水力试验室准确地率定k 值。本文对3种管道进行了系统实验,结果发现用Colebrook公式确定的k 值随着雷诺数Re 的变化而显著变化。这是与实际相矛盾的,因为对于给定的管道在很短的时间内k 应为常数。产生矛盾的主要原因就是测量参数存在不确定性。本文提出了定量计算管道阻力系数、k 和流量的不确定度的方法,考虑了管径、管长、流量和水头损失以及量水堰宽度、高度与堰上水头等测量的不确定度。然后,以系统测量的实验数据为依据,研究了如何应用不确定度理论合理地确定k值及其不确定度大小。