מה ההבדל בין קצבי זרימה עבודה וסטנדרטיים במדי זרימת גז?

לא בהכרח. קיבולת המדחס עשויה להתבטא בתנאי ייחוס, בעוד שהמונה מדווח על נפח הגז העובר בצינור הלחץ. שתי הקריאות יכולות לתאר את אותה כמות גז.

זה ההבדל ביןקצב זרימת גז בפועל וסטנדרטי, הנקרא לפעמים קצבי עבודה וזרימה סטנדרטיים. הבנתו חיונית בעת המרת צריכת גז, חישוב מהירות צינור, או בחירת מד זרימת גז תעשייתי.

ההמרה תלויה בלחץ מוחלט, בטמפרטורה, בתכונות הגז ובתנאי הייחוס המשמשים. עבור גודל מד, על המהנדסים גם לשקול את טווח הפעולה המלא ולא ערך זרימה נומינלי יחיד.

זרימת גז בפועל לעומת זרימת גז רגילה: מה ההבדל?

זרימה נפחית בפועל היא נפח הגז הנע בצינור בלחץ ההפעלה שלו ובטמפרטורה שלו. זה עשוי להתבטא ב-m³/h בפועל, Am³/h, או ACFM.

זרימה נפחית סטנדרטית מבטאת את נפח הגז המקביל בתנאי ייחוס שצוינו. היחידות הנפוצות כוללות Nm³/h, Sm³/h ו-SCFM.

כאשר גז נדחס, צפיפותו בדרך כלל עולה ואותה מסה תופסת פחות נפח. כתוצאה מכך, זרימה נפחית בפועל יכולה להיות נמוכה בהרבה מהזרימה הנפחית הרגילה בצינור בלחץ.

זרימת המונים שונה משניהם. הוא מייצג את המסה העוברת דרך קטע מדידה ליחידת זמן, בדרך כלל בק"ג/שעה. הקשר מוסבר עוד ב-FlowT'sהשוואת זרימת מסה לעומת זרימת נפח.

מה הם תנאי התייחסות סטנדרטיים לגז?

אין טמפרטורת ייחוס אוניברסלית עבור כל יישום למדידת גז. בהתאם לתקן הרלוונטי או להסכם המסחרי, טמפרטורות הייחוס עשויות לכלול 0 מעלות, 15 מעלות, 20 מעלות או 60 מעלות F.

לְדוּגמָה,ISO 13443קובע תנאי ייחוס עבור גז טבעי, כולל טמפרטורה, לחץ ולחות. יישומים תעשייתיים אחרים עשויים להשתמש בתנאי התייחסות חוזיים שונים.

לכן, מפרט המציין רק "1,000 Nm³/h" אינו שלם אלא אם ידועים תנאי ההתייחסות הרלוונטיים. יש לזהות את הלחץ כמוחלט, ובסיס הגז חייב להיות עקבי, כולל האם הכמות המדווחת מתייחסת לגז יבש או רטוב.

זה משנה כאשר משווים ציוד מספקים שונים. כמות גז המתבטאת ב-20 מעלות תופסת כ-7.3% יותר נפח מאשר ב-0 מעלות כאשר הלחץ אינו משתנה ומניחים התנהגות גז אידיאלית.

נוסחת המרת זרימת גז רגילה

עבור הרכב גז ללא שינוי, הקשר בין זרימה נפחית בפועל והייחוס היא:

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

כדי לחשב זרימה נפחית בפועל מזרימה רגילה:

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

• Qstd: זרימה נפחית בתנאי ייחוס
• Qactual: זרימה נפחית בתנאי הפעלה
• Pstd ו-Pactual: לחצים מוחלטים
• Tstd ו-Tactual: טמפרטורות בקלווין
• Zstd ו-Zactual: גורמי דחיסה של גז

המרת לחץ מד לפני חישוב

אחת הטעויות הנפוצות ביותר היא התייחסות ללחץ המדיד כלחץ מוחלט.

לחץ מוחלט=מד לחץ + לחץ אטמוספרי מקומי

עבור צינור הפועל ב-7 בר(ג), בהנחה של לחץ אטמוספרי של 1.01325 בר:

Pactual=7 + 1.01325=8.01325 bar(a)

שימוש ב-7 bar(a) במקום זאת יגרום להערכת יתר של הנפח האמיתי המחושב בכ-14.5% בדוגמה זו, עם משתנים אחרים ללא שינוי.

להבהרה נוספת, עיין בהסבר FlowT שלPSI, PSIA ו-PSIG. מתאיםמשדר לחץעשוי לספק מידע לחץ למערכת פיצוי, אך יש לאמת את סוג המדידה וטווח הכיול שלה.

מדוע גורם הדחיסה חשוב

גורם הדחיסה Z אחראי לסטיות מהתנהגות הגז האידיאלית. זה משתנה בהתאם להרכב הגז, הלחץ והטמפרטורה.

להערכת גז אידיאלי ראשונית, המהנדסים מניחים לפעמים Zactual/Zstd=1. אין להתייחס להנחה זו כאל תכונה מאומתת של אוויר דחוס או גז טבעי בלחץ גבוה.

שקול חישוב גז אידיאלי המפיק 100 מ"ק לשעה. אם היחס Zactual/Zstd בפועל הוא 0.97, התוצאה המתוקנת הופכת ל-97 m³/h. אם היחס הוא 1.03, התוצאה הופכת ל-103 m³/h.

יחסים אלה הם ערכי רגישות להמחשה, לא תכונות גז נמדדות. הם מראים שהנחת דחיסה שגויה משפיעה ישירות על תוצאת ההמרה.

עבור גז טבעי,ISO 15970מתייחס למדידה של מאפיינים המשמשים בהמרת נפח, כולל לחץ, טמפרטורה, צפיפות ומקדם דחיסה. יש להשתמש בשיטות מתאימות למאפייני גז ובמידע על הרכב היכן שדיוק המדידה מחייב אותם.

דוגמה 1: המר 800 Nm³/h של אוויר דחוס

שקול מערכת אוויר דחוס עם התנאים המשוערים הבאים:

• זרימת ייחוס: 800 Nm³/h
• טמפרטורת ייחוס: 0 מעלות (273.15 K)
• לחץ התייחסות: 1.01325 בר(א)
• לחץ הפעלה: 7 בר(ג)
• טמפרטורת עבודה: 35 מעלות (308.15 K)
• לחץ אטמוספרי משוער: 1.01325 בר
• Zactual/Zstd משוער: 1

ראשית, המיר את לחץ הפעולה ל-8.01325 בר(א).

Qactual=800 × (1.01325 / 8.01325) × (308.15 / 273.15)

Qactual ≈ 114.1 m³/h

על פי הנחות אלו, אותה כמות גז המיוצגת על ידי 800 ננומטר לשעה תופסת כ-114.1 מ"ק לשעה בתוך הצינור בלחץ.

חשב את מהירות צינור

נניח שלצינור יש קוטר פנימי בפועל של 100 מ"מ. שטח החתך שלו הוא בערך 0.007854 מ"ר.

מהירות=(114.1 / 3600) / 0.007854 ≈ 4.04 m/s

אם מהנדס השתמש בטעות ב-800 m³/h כזרימת הפעולה, המהירות המחושבת תהיה כ-28.3 m/s.

ההבדל הזה יכול להשפיע באופן מהותי על גודל המונה וטווח המדידה המוצעים. השתמש תמיד בקוטר הפנימי האמיתי, לא רק בייעוד הצינור הנומינלי.

עבור יישומים שבהם מועדפת מדידה ישירה הקשורה למסה, FlowT מספקתאפשרויות מדידת זרימת מסת גז. יש לבדוק את התאמתם מול הרכב הגז ותנאי ההפעלה.

דוגמה 2: חשב טווח הפעלה של גז טבעי

מערכת גז טבעי פועלת רק לעתים נדירות בלחץ, טמפרטורה וקצב זרימה קבועים אחדים. בחירת מונה צריכה לשקול את הזרימה הנפחית המינימלית והמקסימלית בפועל.

נניח את המפרט ההיפותטי הבא:

• זרימת ייחוס: 300–1,000 Sm³/h
• תנאי התייחסות: 15 מעלות ו-1.01325 בר(א)
• לחץ הפעלה: 3-8 בר(ג)
• טמפרטורת הפעלה: 10-50 מעלות
• לחץ אטמוספרי משוער: 1.01325 בר
• Zactual/Zstd=1 לחישוב ראשוני

הנפח האמיתי הגדול ביותר מתרחש במודל פשוט זה כאשר זרימת הייחוס והטמפרטורה הגבוהים ביותר ולחץ הפעולה הוא הנמוך ביותר.

בפועל, מקסימום=1000 × (1.01325 / 4.01325) × (323.15 / 288.15) ≈ 283.1 m³/h

הנפח בפועל הקטן ביותר מתרחש בזרימת התייחסות מינימלית, לחץ מקסימלי וטמפרטורה מינימלית.

Qactual,min=300 × (1.01325 / 9.01325) × (283.15 / 288.15) ≈ 33.1 m³/h

מעטפת הזרימה הממשית הראשונית היא כ-33–283 מ"ק לשעה.

ערכים אלו אינם נתוני עיצוב סופיים של גז טבעי. הם מניחים פעולות קיצוניות עצמאיות והתנהגות גז אידיאלית. במתקן הפעלה, לחץ, טמפרטורה וביקוש עשויים להיות מתואמים, ויש להעריך את גורם הדחיסה.

עבור צינור עם קוטר פנימי בפועל של 150 מ"מ, טווח המהירות המתאים הוא בערך 0.52-4.45 מ"ש.

טווח זה הוא נקודת ההתחלה לבחירת מד, לא הוכחה לכך שכל מד מסוים יכול למדוד אותו.

כיצד להתאים גודל של מד זרימת גז באמצעות זרימה בפועל

לאחר חישוב הזרימה בפועל, השלב הבא הוא להשוות את מעטפת הפעולה מול מגבלות הביצועים שפורסמו של המונה הנבחר.

שלב 1: קבע תנאי תפעול אמיתיים

רשום זרימת גז מינימלית, רגילה ומקסימלית לצד הלחצים והטמפרטורות המתאימים. היכן שניתן, השתמש בנתוני הפעלה בו-זמנית במקום לשלב קיצוניות שאינן קשורות.

זהה את הרכב הגז, מצב הלחות, טווח הלחץ ומטרת המדידה הנדרשת. לניטור תהליכים ולמדידה מוסדרת של העברת משמורת עשויות להיות דרישות ציוד שונות.

שלב 2: חשב זרימה ומהירות בפועל

המרת זרימת ייחוס לזרימה בפועל בכל נקודת פעולה רלוונטית. השתמש בתיקון הדחיסה המתאים ובקוטר הצינור הפנימי האמיתי.

חשב מהירות באמצעות Qactual חלקי שטח הזרימה הפנימית. זה עוזר לטכנולוגיות נפח, אבל המהירות לבדה לא קובעת התאמה.

שלב 3: בדוק את טווח המדידה של היצרן

השווה את נקודות ההפעלה הנמוכות והגבוהות ביותר עם המגבלות שצוינו של מד המועמד.

עבור אמד זרימת מערבולת, גבול המדידה התחתון תלוי בתכנון המכשיר ובתנאים כגון צפיפות הגז ומספר ריינולדס. מד שפועל כהלכה בזרימה רגילה עשוי שלא לספק אות אמין בביקוש מינימלי.

עבור אמד זרימת מסה תרמית, אשר את הגז המכויל, טווח זרימת המסה, המאפיינים התרמיים, מגבלות הטמפרטורה ודרישות ההתקנה.

אם הזרימה המינימלית המחושבת יורדת מתחת לגבול התחתון המאושר של המכשיר, בחירת מד גדול יותר רק כדי להתאים את שיא הזרימה לא תפתור את הבעיה.

שלב 4: ודא את הדיוק ואת תנאי ההתקנה

קרא בעיון את מפרט הדיוק. דיוק המבוטא כאחוז מהקריאה אינו שווה ערך לאחוז בקנה מידה מלא, במיוחד בזרימה נמוכה.

בדוק את אורכי הצינור הישר הנדרשים, הפרעות זרימה, אובדן לחץ, רעידות, חיבורים חשמליים ודרישות אזור מסוכן.

עבור אהכנסה מד זרימת מסה תרמית, מיקום ההתקנה ופרופיל המהירות חשובים. עבור מכשיר מערבולת מוטבע, יש לעמוד במספר ההפעלה של ריינולדס וצפיפות הגז.

מסה תרמית לעומת וורטקס: איזה מד מתאים ליישום?

מדידת מסה תרמית יכולה להיות אטרקטיבית לניטור צריכת אוויר דחוס נקי, במיוחד כאשר התפוקה הנדרשת היא זרימת מסה או נפח ייחוס שווה ערך. FlowT גם רשימותמכשירי מסה תרמית למדידת גזים.

טכנולוגיית וורטקס עשויה להתאים לתנאי גז תהליך יציבים כאשר המהירות בפועל וצפיפות הגז נשארים בטווח המאושר. יש לבדוק את הזמינות של פונקציות הפיצוי עבור התצורה שנבחרה.

טכנולוגיית אולטרסאונד היא אפשרות אפשרית נוספת עבור יישומי גז מסוימים. התאמתו תלויה בתכנון המכשיר, בתכונות האקוסטיות של הגז, בהתקנה ובתנאי ההפעלה. של FlowTהסבר על מד זרימת גז קולימספק רקע נוסף.

אין לבחור בטכנולוגיית מדידה אך ורק משום שהמשדר יכול להציג Nm³/h או Sm³/h.

טעויות נפוצות של המרת זרימת גז וגודל

• שימוש בלחץ מד כלחץ מוחלט:זה מייצר יחס לחץ שגוי ולכן המרה נפחית שגויה.
• הזנת צלזיוס למשוואת הגז:יחסי טמפרטורה חייבים להשתמש בקלווין.
• התעלמות מתנאי התייחסות:ייתכן ששתי קריאות בנפח סטנדרטי אינן ניתנות להשוואה ישירה כאשר הטמפרטורה, הלחץ או הלחות הייחוס שונים.
• בהנחה Z=1 ללא הערכה:זה יכול להציג שגיאות המרה שיטתיות, במיוחד בתנאי גז אמיתי תובעניים.
• גודל מזרימה סטנדרטית נומינלית בלבד:זרימות המינימום והמקסימום בפועל עשויות להיות שונות מאוד מנתוני נפח הייחוס.
• יחידות תצוגה מבלבלות עם עקרון המדידה:מד המדווח על נפח סטנדרטי עשוי לגזור את הערך הזה ממדידת מסה או נפח פיצוי בפועל.

גם הרכב הגז משנה. לא ניתן להניח אוטומטית כי מכשיר תרמי המכויל לאוויר מדויק עבור תערובת גז שונה. באופן דומה, מכשיר נפחי דורש מידע צפיפות מתאים בעת חישוב זרימת מסה.

איזה מידע עליך לשלוח לספק מדי זרימת גז?

בקשת הצעת מחיר שימושית צריכה לכלול מספיק מידע על מנת שהספק יוכל להעריך את טווח הפעולה המלא.

• שם הגז, הרכבו ושונות צפויה
• זרימה מינימלית, רגילה ומקסימלית
• בסיס בפועל, סטנדרטי או זרימה המונית
• לחץ התייחסות, טמפרטורה ובסיס גז יבש/רטוב
• טווחי לחץ וטמפרטורה
• קוטר פנימי של צינור ופרטי חיבור
• אורך צינור ישר זמין ותנאי התקנה
• אותות דיוק, סיכום ומוצא נדרשים
• אזור מסוכן או דרישות רגולטוריות, במידת הצורך

אם נדרש פיצוי לחץ או טמפרטורה, אשר אם הוא מבוצע בתוך המשדר או על ידי מערכת בקרה חיצונית. עבור התקנות באמצעות מדידת לחץ נפרדת, הנבחרמשדר לחץ תעשייתייש לבדוק את תאימות המדיה ואת טווח הלחץ הנדרש במקום לבחור על ידי אות פלט בלבד.

שאלות נפוצות

האם קצב זרימת העבודה זהה לקצב הזרימה בפועל?

בדרך כלל, זרימת עבודה מתייחסת לזרימה נפחית בפועל בלחץ וטמפרטורה הפעלה. עם זאת, יש לאשר את המונח במפרט הפרויקט.

האם ניתן להמיר Nm³/h לm³/h באמצעות מקדם קבוע?

רק כאשר תנאי ההפעלה וההתייחסות קבועים ותכונות הגז הרלוונטיות ידועות. שינוי לחץ, טמפרטורה או דחיסות משנה את מקדם ההמרה.

האם מד זרימת מסה תרמית צריך פיצוי לחץ?

בדרך כלל הוא אינו זקוק לאותו תיקון לחץ-טמפרטורה נפחי המשמש להמרת מדידת נפח בפועל לזרימת מסה. עם זאת, לחץ, טמפרטורה, הרכב הגז ותנאי הכיול עדיין עשויים להשפיע על ביצועי המדידה שלו.

האם צריך להתאים גודל של מד זרימת גז לפי זרימה בפועל או סטנדרטית?

עבור טכנולוגיות נפח, זרימה ומהירות בפועל חיוניים. עבור טכנולוגיות מבוססות המונים, יש לבדוק את טווח זרימת המסה הרלוונטי ותנאי ההפעלה המכוילים. ההחלטה הסופית חייבת להיות בהתאם למפרט היצרן.

מדוע מד גז אינו מדויק בספיקה נמוכה?

סיבות אפשריות כוללות פעולה מתחת לזרימה המינימלית המאושרת, תכונות גז לא מתאימות, הפרעות בהתקנה, זיהום חיישנים או הגדרות פיצוי שגויות. יש לחקור את הסיבה באמצעות מידע האבחון והתיעוד הטכני של המונה.

מחשבות אחרונות

קצב זרימת גז בפועל וסטנדרטי מייצגים את אותה כמות גז בתנאי נפח שונים. ההמרה שלהם דורשת תנאי ייחוס מוגדרים בבירור, לחץ מוחלט, טמפרטורה ותיקון מתאים למאפייני הגז.

לבחירת המכשיר, השאלה החשובה יותר היא האם טווח זרימת הפעולה המחושבת נופל בגבולות המדידה המאומתים של המונה. המרה נכונה היא רק הצעד הראשון.

FlowT מציעה פתרונות מדידת גז המבוססים על טכנולוגיות שונות. אם אתה מציין מד עבור אוויר דחוס, חנקן או גז תעשייתי אחר, ספק את תנאי ההפעלה, הרכב הגז, טווח הזרימה ויחידות הפלט הנדרשות כדי שניתן יהיה לבדוק את התצורה המוצעת.

צור קשר עם FlowT לבחירת מד זרימת גז ותמיכה בהצעות מחיר