Kāda ir atšķirība starp darba un standarta plūsmas ātrumu gāzes plūsmas mērītājos?

Nav obligāti. Kompresora jaudu var izteikt atsauces apstākļos, savukārt skaitītājs uzrāda gāzes daudzumu, kas iet caur spiediena cauruli. Abi rādījumi var raksturot vienu un to pašu gāzes daudzumu.

Šī ir atšķirība starpfaktiskie un standarta gāzes plūsmas ātrumi, ko dažreiz sauc par darba un standarta plūsmas ātrumu. To ir svarīgi saprast, pārrēķinot gāzes patēriņu, aprēķinot cauruļvada ātrumu vai izvēloties rūpniecisko gāzes plūsmas mērītāju.

Pārvēršana ir atkarīga no absolūtā spiediena, temperatūras, gāzes īpašībām un izmantotajiem atsauces apstākļiem. Nosakot skaitītāja izmērus, inženieriem ir jāņem vērā arī pilns darbības diapazons, nevis viena nominālās plūsmas vērtība.

Faktiskā un standarta gāzes plūsma: kāda ir atšķirība?

Faktiskā tilpuma plūsma ir gāzes tilpums, kas pārvietojas pa cauruļvadu tā darba spiedienā un temperatūrā. To var izteikt faktiskajās m³/h, Am³/h vai ACFM.

Standarta tilpuma plūsma izsaka līdzvērtīgu gāzes tilpumu noteiktos atsauces apstākļos. Kopējās mērvienības ietver Nm³/h, Sm³/h un SCFM.

Kad gāze tiek saspiesta, tās blīvums parasti palielinās, un tā pati masa aizņem mazāku tilpumu. Līdz ar to faktiskā tilpuma plūsma var būt daudz zemāka par standarta tilpuma plūsmu spiediena cauruļvadā.

Masas plūsma atšķiras no abiem. Tas atspoguļo masu, kas iet cauri mērīšanas sekcijai laika vienībā, parasti kg/h. Attiecības ir sīkāk izskaidrotas FlowT'smasas plūsmas un tilpuma plūsmas salīdzinājums.

Kādi ir standarta gāzes atsauces nosacījumi?

Katram gāzes mērīšanas lietojumam nav universālas atsauces temperatūras. Atkarībā no piemērojamā standarta vai tirdzniecības līguma atsauces temperatūras var ietvert 0 grādu , 15 grādu , 20 grādu vai 60 grādu F.

Piemēram,ISO 13443nosaka atsauces nosacījumus dabasgāzei, tostarp temperatūru, spiedienu un mitrumu. Citos rūpnieciskos lietojumos var izmantot atšķirīgus līguma atsauces nosacījumus.

Tāpēc specifikācija, kurā norādīts tikai "1000 Nm³/h", ir nepilnīga, ja vien nav zināmi piemērojamie atsauces nosacījumi. Spiediens ir jāidentificē kā absolūts, un gāzes bāzei jābūt konsekventai, tostarp tam, vai paziņotais daudzums attiecas uz sausu vai mitru gāzi.

Tam ir nozīme, salīdzinot dažādu piegādātāju aprīkojumu. Gāzes daudzums, kas izteikts 20 grādu leņķī, aizņem apmēram par 7,3% vairāk tilpuma nekā pie 0 grādiem, ja spiediens nemainās un tiek pieņemta ideālas gāzes uzvedība.

Faktiskā uz standarta gāzes plūsmas pārrēķina formula

Nemainītam gāzes sastāvam attiecība starp faktisko un atsauces tilpuma plūsmu ir:

Qstd=Qstd × (Pactual / Pstd) × (Tstd / Tactual) × (Zstd / Zactual)

Lai aprēķinātu faktisko tilpuma plūsmu no standarta plūsmas:

Kvartālais=Qstd × (Pstd / Pactual) × (Tactual / Tstd) × (Zactual / Zstd)

• Qstd: tilpuma plūsma atsauces apstākļos
• Kvalitāte: tilpuma plūsma darba apstākļos
• Pstd un Pactual: absolūtais spiediens
• Tstd un Tactual: temperatūra kelvinos
• Zstd un Zactual: gāzes saspiežamības koeficienti

Pirms aprēķināšanas konvertējiet manometrisko spiedienu

Viena no visizplatītākajām kļūdām ir manometriskā spiediena uzskatīšana par absolūtu spiedienu.

Absolūtais spiediens=Manometriskais spiediens + vietējais atmosfēras spiediens

Cauruļvadam, kas darbojas ar 7 bar(g), pieņemot, ka atmosfēras spiediens ir 1,01325 bāri:

Faktiskais=7 + 1.01325=8.01325 josla(a)

Tā vietā izmantojot 7 bar(a), šajā piemērā aprēķinātais faktiskais tilpums tiktu pārvērtēts par aptuveni 14,5%, pārējie mainīgie lielumi nemainītos.

Lai iegūtu papildu skaidrojumu, skatiet FlowT skaidrojumuPSI, PSIA un PSIG. Piemērotsspiediena raidītājsvar sniegt spiediena informāciju kompensācijas sistēmai, bet tās mērījumu veids un kalibrēšanas diapazons ir jāpārbauda.

Kāpēc saspiežamības faktoram ir nozīme

Saspiežamības koeficients Z nosaka novirzes no ideālās gāzes uzvedības. Tas mainās atkarībā no gāzes sastāva, spiediena un temperatūras.

Lai veiktu provizorisku ideālās gāzes aplēsi, inženieri dažkārt pieņem Zactual/Zstd=1.. Šo pieņēmumu nedrīkst uzskatīt par pārbaudītu saspiesta gaisa vai dabasgāzes īpašību paaugstinātā spiedienā.

Apsveriet ideālās gāzes aprēķinu, kas rada 100 m³/h. Ja faktiskā Zactual/Zstd attiecība ir 0,97, koriģētais rezultāts kļūst par 97 m³/h. Ja attiecība ir 1,03, rezultāts ir 103 m³/h.

Šīs attiecības ir ilustratīvās jutības vērtības, nevis izmērītās gāzes īpašības. Tie parāda, ka nepareizs saspiežamības pieņēmums tieši ietekmē konversijas rezultātu.

Dabasgāzei,ISO 15970attiecas uz tilpuma pārveidē izmantoto īpašību mērīšanu, tostarp spiedienu, temperatūru, blīvumu un kompresijas koeficientu. Ja mērījumu precizitāte to prasa, jāizmanto atbilstošas ​​gāzes īpašību metodes un informācija par sastāvu.

1. piemērs: pārveidojiet saspiestā gaisa 800 Nm³/h

Apsveriet saspiestā gaisa sistēmu ar šādiem pieņemtajiem nosacījumiem:

• Atsauces plūsma: 800 Nm³/h
• Atsauces temperatūra: 0 grādi (273,15 K)
• Atsauces spiediens: 1,01325 bāri(a)
• Darba spiediens: 7 bāri (g)
• Darba temperatūra: 35 grādi (308,15 K)
• Pieņemtais atmosfēras spiediens: 1,01325 bar
• Pieņemtais Zactual/Zstd: 1

Vispirms pārveidojiet darba spiedienu uz 8,01325 bar(a).

Kvalitātes=800 × (1,01325/8,01325) × (308,15/273,15)

Faktiskais ≈ 114,1 m³/h

Saskaņā ar šiem pieņēmumiem tas pats gāzes daudzums, kas attēlots ar 800 Nm³/h, spiediena cauruļvadā aizņem aptuveni 114,1 m³ stundā.

Aprēķiniet cauruļvada ātrumu

Pieņemsim, ka cauruļvada faktiskais iekšējais diametrs ir 100 mm. Tā šķērsgriezuma laukums ir aptuveni 0,007854 m².

Ātrums=(114,1 / 3600) / 0,007854 ≈ 4,04 m/s

Ja inženieris kā darba plūsmu nepareizi izmantotu 800 m³/h, aprēķinātais ātrums būtu aptuveni 28,3 m/s.

Šī atšķirība varētu būtiski ietekmēt piedāvāto skaitītāja izmēru un mērījumu diapazonu. Vienmēr izmantojiet faktisko iekšējo diametru, nevis tikai nominālo caurules apzīmējumu.

Lietojumprogrammām, kurās priekšroka tiek dota tiešai ar masu saistītai mērīšanai, FlowT nodrošinagāzes masas plūsmas mērīšanas iespējas. To piemērotība jāpārbauda attiecībā pret gāzes sastāvu un darbības apstākļiem.

2. piemērs. Aprēķiniet dabasgāzes darbības diapazonu

Dabasgāzes sistēma reti darbojas ar vienu fiksētu spiedienu, temperatūru un plūsmas ātrumu. Izvēloties skaitītāju, jāņem vērā minimālā un maksimālā faktiskā tilpuma plūsma.

Pieņemsim šādu hipotētisku specifikāciju:

• Atsauces plūsma: 300–1000 Sm³/h
• Atsauces apstākļi: 15 grādi un 1,01325 bar(a)
• Darba spiediens: 3–8 bar(g)
• Darba temperatūra: 10-50 grādi
• Pieņemtais atmosfēras spiediens: 1,01325 bar
• Zactual/Zstd=1 provizoriskiem aprēķiniem

Lielākais faktiskais tilpums ir šajā vienkāršotajā modelī, kad atsauces plūsma un temperatūra ir visaugstākā un darba spiediens ir viszemākais.

Kvalitāte, maks.=1000 × (1,01325 / 4,01325) × (323,15 / 288,15) ≈ 283,1 m³/h

Mazākais faktiskais tilpums rodas pie minimālās atsauces plūsmas, maksimālā spiediena un minimālās temperatūras.

Faktiskais,min=300 × (1,01325 / 9,01325) × (283,15 / 288,15) ≈ 33,1 m³/h

Provizoriskā faktiskā plūsmas robeža ir aptuveni 33–283 m³/h.

Šīs vērtības nav galīgie dabasgāzes projektēšanas skaitļi. Tie pieņem neatkarīgas darbības galējības un ideālās gāzes uzvedību. Ekspluatācijas objektā spiediens, temperatūra un pieprasījums var būt savstarpēji saistīti, un ir jānovērtē saspiežamības koeficients.

Caurulei ar faktisko iekšējo diametru 150 mm atbilstošais ātruma diapazons ir aptuveni 0,52–4,45 m/s.

Šis diapazons ir skaitītāja izvēles sākumpunkts, nevis pierādījums, ka kāds konkrēts skaitītājs var to izmērīt.

Kā noteikt gāzes plūsmas mērītāja izmēru, izmantojot faktisko plūsmu

Kad faktiskā plūsma ir aprēķināta, nākamais solis ir salīdzināt darbības aploksni ar atlasītā skaitītāja publicētajiem veiktspējas ierobežojumiem.

1. darbība: izveidojiet reālus darbības apstākļus

Reģistrējiet minimālo, normālo un maksimālo gāzes plūsmu kopā ar attiecīgajiem spiedieniem un temperatūrām. Ja iespējams, izmantojiet vienlaicīgus darbības datus, nevis apvienojiet nesaistītus galējības.

Nosakiet gāzes sastāvu, mitruma stāvokli, spiediena diapazonu un nepieciešamo mērīšanas mērķi. Procesa uzraudzībai un regulētajam glabāšanas un nodošanas mērījumam var būt atšķirīgas aprīkojuma prasības.

2. darbība. Aprēķiniet faktisko plūsmu un ātrumu

Konvertējiet atsauces plūsmu uz faktisko plūsmu katrā attiecīgajā darbības punktā. Izmantojiet atbilstošu saspiežamības korekciju un patieso caurules iekšējo diametru.

Aprēķiniet ātrumu, izmantojot Qactual, dalītu ar iekšējās plūsmas laukumu. Tas palīdz ekrāna tilpuma tehnoloģijām, bet ātrums vien nenosaka piemērotību.

3. darbība: pārbaudiet ražotāja mērījumu diapazonu

Salīdziniet zemāko un augstāko darbības punktu ar kandidāta skaitītāja norādītajiem ierobežojumiem.

Par avirpuļplūsmas mērītājs, apakšējā mērījumu robeža ir atkarīga no instrumenta konstrukcijas un apstākļiem, piemēram, gāzes blīvuma un Reinoldsa skaitļa. Mērītājs, kas darbojas pareizi pie normālas plūsmas, var nesniegt uzticamu signālu pie minimāla pieprasījuma.

Par asiltuma masas plūsmas mērītājs, apstipriniet kalibrēto gāzi, masas plūsmas diapazonu, termiskās īpašības, temperatūras ierobežojumus un uzstādīšanas prasības.

Ja aprēķinātā minimālā plūsma nokrītas zem instrumenta apstiprinātās apakšējās robežas, lielāka skaitītāja izvēle tikai maksimālās plūsmas apmierināšanai problēmu neatrisinās.

4. darbība: pārbaudiet precizitāti un uzstādīšanas nosacījumus

Uzmanīgi izlasiet precizitātes specifikāciju. Precizitāte, kas izteikta kā nolasījuma procenti, nav līdzvērtīga pilnas skalas procentuālajai daļai, jo īpaši pie zemas plūsmas.

Pārbaudiet nepieciešamos taisnās caurules garumus, plūsmas traucējumus, spiediena zudumus, vibrācijas, elektriskos savienojumus un prasības attiecībā uz bīstamām zonām.

Par anievietošanas termiskās masas plūsmas mērītājs, uzstādīšanas pozīcija un ātruma profils ir svarīgi. Inline virpuļinstrumentam ir jāievēro norādītais darbības Reinoldsa skaitlis un gāzes blīvums.

Siltuma masa pret virpuļu: kurš mērītājs ir piemērots lietojumam?

Termiskās masas mērīšana var būt pievilcīga tīra saspiestā gaisa patēriņa uzraudzībai, jo īpaši, ja nepieciešamā jauda ir masas plūsma vai līdzvērtīgs atsauces tilpums. FlowT arī uzskaitatermiskās masas instrumenti gāzes mērīšanai.

Vortex tehnoloģija var būt piemērota stabiliem procesa gāzes apstākļiem, kad faktiskais ātrums un gāzes blīvums paliek apstiprinātajā diapazonā. Izvēlētajai konfigurācijai ir jāpārbauda kompensācijas funkciju pieejamība.

Ultraskaņas tehnoloģija ir vēl viena iespēja noteiktos gāzes lietojumos. Tā piemērotība ir atkarīga no instrumenta konstrukcijas, gāzes akustiskajām īpašībām, uzstādīšanas un ekspluatācijas apstākļiem. FlowTultraskaņas gāzes plūsmas mērītāja skaidrojumssniedz papildu fonu.

Nevienu mērīšanas tehnoloģiju nevajadzētu izvēlēties tikai tāpēc, ka raidītājs var parādīt Nm³/h vai Sm³/h.

Biežākās gāzes plūsmas pārveidošanas un izmēru kļūdas

• Manometriskā spiediena izmantošana kā absolūtais spiediens:Tas rada nepareizu spiediena attiecību un tādējādi nepareizu tilpuma pārveidi.
• Celsija ievadīšana gāzes vienādojumā:Temperatūras koeficientiem jāizmanto kelvins.
• Atsauces nosacījumu ignorēšana:Ja atsauces temperatūra, spiediens vai mitrums atšķiras, divi standarta tilpuma rādījumi var nebūt tieši salīdzināmi.
• Pieņemot, ka Z=1 bez vērtējuma:Tas var radīt sistemātiskas konversijas kļūdas, jo īpaši prasīgos reālās gāzes apstākļos.
• Izmēru noteikšana tikai no nominālās standarta plūsmas:Faktiskā minimālā un maksimālā plūsma var ļoti atšķirties no atsauces tilpuma skaitļiem.
• Mulsinošas displeja vienības ar mērīšanas principu:Mērītājs, kas ziņo par standarta tilpumu, var iegūt šo vērtību no masas mērījuma vai kompensētā faktiskā tilpuma.

Arī gāzes sastāvam ir nozīme. Gaisam kalibrētu termisko instrumentu nevar automātiski uzskatīt par precīzu citam gāzes maisījumam. Tāpat tilpuma instrumentam, aprēķinot masas plūsmu, ir nepieciešama atbilstoša blīvuma informācija.

Kādu informāciju jums vajadzētu nosūtīt gāzes plūsmas mērītāja piegādātājam?

Noderīgā piedāvājuma pieprasījumā jāiekļauj pietiekami daudz informācijas, lai piegādātājs varētu novērtēt visu darbības diapazonu.

• Gāzes nosaukums, sastāvs un paredzamās izmaiņas
• Minimālā, normāla un maksimālā plūsma
• Faktiskā, standarta vai masas plūsmas bāze
• Atsauces spiediens, temperatūra un sausas/mitrās gāzes bāze
• Darba spiediena un temperatūras diapazoni
• Cauruļvada iekšējais diametrs un savienojuma detaļas
• Pieejams taisnās caurules garums un uzstādīšanas nosacījumi
• Nepieciešamā precizitāte, summēšana un izejas signāli
• Bīstamās zonas vai normatīvās prasības, ja tādas ir

Ja nepieciešama spiediena vai temperatūras kompensācija, pārbaudiet, vai tā tiek veikta raidītāja iekšpusē vai ar ārēju vadības sistēmu. Iekārtām, kurās izmanto atsevišķu spiediena mērīšanu, izvēlētaisrūpnieciskā spiediena raidītājsir jāpārskata datu nesēju saderība un nepieciešamais spiediena diapazons, nevis jāizvēlas tikai pēc izejas signāla.

Bieži uzdotie jautājumi

Vai darba plūsmas ātrums ir tāds pats kā faktiskais plūsmas ātrums?

Parasti darba plūsma attiecas uz faktisko tilpuma plūsmu darba spiedienā un temperatūrā. Tomēr termiņš ir jāapstiprina projekta specifikācijā.

Vai Nm³/h var pārvērst m³/h, izmantojot fiksētu koeficientu?

Tikai tad, kad ir noteikti darbības un atskaites apstākļi un zināmas attiecīgās gāzes īpašības. Mainot spiedienu, temperatūru vai saspiežamību, mainās konversijas koeficients.

Vai siltuma masas plūsmas mērītājam ir nepieciešama spiediena kompensācija?

Parasti tai nav nepieciešama tā pati tilpuma spiediena un temperatūras korekcija, ko izmanto, lai faktiskā tilpuma mērījumu pārvērstu masas plūsmā. Tomēr spiediens, temperatūra, gāzes sastāvs un kalibrēšanas apstākļi joprojām var ietekmēt mērījumu veiktspēju.

Vai gāzes plūsmas mērītāja izmērs ir jānosaka, izmantojot faktisko vai standarta plūsmu?

Tilpuma tehnoloģijām būtiska ir faktiskā plūsma un ātrums. Masas tehnoloģijām ir jāpārbauda attiecīgais masas plūsmas diapazons un kalibrētie darbības apstākļi. Galīgajam lēmumam ir jāatbilst ražotāja specifikācijām.

Kāpēc gāzes skaitītājs ir neprecīzs zemas plūsmas gadījumā?

Iespējamie cēloņi ir darbība, kas ir zemāka par apstiprināto minimālo plūsmu, nepiemērotas gāzes īpašības, uzstādīšanas traucējumi, sensora piesārņojums vai nepareizi kompensācijas iestatījumi. Cēlonis ir jāizmeklē, izmantojot skaitītāja diagnostikas informāciju un tehnisko dokumentāciju.

Pēdējās domas

Faktiskais un standarta gāzes plūsmas ātrums atspoguļo vienu un to pašu gāzes daudzumu dažādos tilpuma apstākļos. To pārveidošanai nepieciešami skaidri noteikti atsauces apstākļi, absolūtais spiediens, temperatūra un atbilstoša gāzes īpašību korekcija.

Instrumenta izvēlei svarīgāks ir jautājums, vai aprēķinātais darbības plūsmas diapazons ietilpst skaitītāja apstiprinātajās mērījumu robežās. Pareiza konversija ir tikai pirmais solis.

FlowT piedāvā gāzes mērīšanas risinājumus, kuru pamatā ir dažādas tehnoloģijas. Ja norādāt saspiestā gaisa, slāpekļa vai citas rūpnieciskās gāzes skaitītāju, norādiet darbības apstākļus, gāzes sastāvu, plūsmas diapazonu un nepieciešamās izvades vienības, lai varētu pārskatīt piedāvāto konfigurāciju.

Sazinieties ar FlowT, lai saņemtu gāzes plūsmas mērītāju atlasi un piedāvājumu atbalstu