Mi a különbség a gázáramlásmérők üzemi és szabványos áramlási sebessége között?

Nem feltétlenül. A kompresszor teljesítménye referencia feltételek mellett adható meg, míg a mérő jelzi a nyomás alatti csövön áthaladó gáz mennyiségét. Mindkét érték ugyanazt a gázmennyiséget írja le.

Ez a különbség aközötttényleges és szabványos gázáramlási sebességek, amelyeket néha munka- és szabványos áramlási sebességnek neveznek. Ennek megértése elengedhetetlen a gázfogyasztás átszámításánál, a csővezeték sebességének számításakor vagy az ipari gázáramlásmérő kiválasztásakor.

Az átalakítás az abszolút nyomástól, a hőmérséklettől, a gáz tulajdonságaitól és az alkalmazott referenciaviszonyoktól függ. A mérő méretezésénél a mérnököknek a teljes működési tartományt is figyelembe kell venniük egyetlen névleges áramlási érték helyett.

Tényleges és szabványos gázáramlás: mi a különbség?

A tényleges térfogatáram a csővezetéken áthaladó gáz térfogata annak üzemi nyomásán és hőmérsékletén. Kifejezhető tényleges m³/h-ban, Am³/h-ban vagy ACFM-ben.

A standard térfogatáram az egyenértékű gáztérfogatot meghatározott referenciafeltételek mellett fejezi ki. A gyakori mértékegységek közé tartozik az Nm³/h, Sm³/h és az SCFM.

Amikor a gázt összenyomják, sűrűsége általában nő, és ugyanaz a tömeg kevesebb térfogatot foglal el. Következésképpen a tényleges térfogatáram sokkal alacsonyabb lehet, mint a normál térfogatáram egy nyomás alatti csővezetékben.

A tömegáramlás mindkettőtől eltérő. A mérési szakaszon egységnyi idő alatt áthaladó tömeget jelenti, általában kg/h-ban. A kapcsolat további magyarázata a FlowT-bentömegáram vs térfogatáram összehasonlítása.

Mik a szabványos gázreferencia-feltételek?

Nincs univerzális referencia hőmérséklet minden gázmérési alkalmazáshoz. A vonatkozó szabványtól vagy kereskedelmi megállapodástól függően a referenciahőmérséklet 0 fok, 15 fok, 20 fok vagy 60 fok F.

Például,ISO 13443meghatározza a földgáz referenciafeltételeit, beleértve a hőmérsékletet, nyomást és páratartalmat. Más ipari alkalmazások eltérő szerződéses referenciafeltételeket alkalmazhatnak.

Ezért a csak „1000 Nm³/h”-t feltüntető specifikáció hiányos, hacsak nem ismertek az alkalmazandó referenciafeltételek. A nyomást abszolútként kell azonosítani, és a gázalapnak konzisztensnek kell lennie, beleértve azt is, hogy a jelentett mennyiség száraz vagy nedves gázra vonatkozik-e.

Ez fontos a különböző beszállítók berendezéseinek összehasonlításakor. A 20 fokban kifejezett gázmennyiség körülbelül 7,3%-kal nagyobb térfogatot foglal el, mint 0 fokban, ha a nyomás változatlan, és ideális -gázviselkedést feltételezünk.

A tényleges gázáram átszámítási képlete szabványossá

Változatlan gázösszetétel esetén a tényleges és a referencia térfogatáram közötti kapcsolat a következő:

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

A tényleges térfogatáram kiszámítása standard áramlásból:

Aktuális=Qstd × (Pstd / Tstd) × (Tactual / Tstd) × (Tactual / Zstd)

• Qstd: térfogatáram referencia feltételek mellett
• Aktuális: térfogatáram üzemi körülmények között
• Pstd és Pactual: abszolút nyomások
• Tstd és Tactual: hőmérsékletek kelvinben
• Zstd és Zactual: gáz összenyomhatósági tényezők

Konvertálja a mérőnyomást a számítás előtt

Az egyik leggyakoribb hiba a túlnyomás abszolút nyomásként való kezelése.

Abszolút nyomás=Mérőnyomás + helyi légköri nyomás

7 bar(g) nyomáson üzemelő csővezeték esetén, 1,01325 bar légköri nyomást feltételezve:

Aktuális=7 + 1.01325=8.01325 sáv(a)

Ehelyett 7 bar(a) használata ebben a példában körülbelül 14,5%-kal túlbecsülné a számított tényleges térfogatot, a többi változó változatlansága mellett.

További felvilágosításért lásd a FlowT magyarázatátPSI, PSIA és PSIG. Egy alkalmasnyomástávadónyomásinformációt adhat egy kompenzációs rendszernek, de annak mérési típusát és kalibrációs tartományát ellenőrizni kell.

Miért számít a tömöríthetőségi tényező?

A Z összenyomhatósági tényező az ideális -gázviselkedéstől való eltéréseket veszi figyelembe. A gáz összetételétől, nyomásától és hőmérsékletétől függően változik.

Az ideális{0}}gáz előzetes becsléséhez a mérnökök néha azt feltételezik, hogy Zactual/Zstd=1. Ezt a feltételezést nem szabad a sűrített levegő vagy a földgáz igazolt tulajdonságaként kezelni megemelt nyomáson.

Vegyünk egy ideális{0}}gázszámítást 100 m³/h termeléssel. Ha a tényleges Zactual/Zstd arány 0,97, a korrigált eredmény 97 m³/h lesz. Ha az arány 1,03, az eredmény 103 m³/h lesz.

Ezek az arányok szemléltető érzékenységi értékek, nem mért gáztulajdonságok. Azt mutatják, hogy a hibás tömöríthetőségi feltételezés közvetlenül befolyásolja az átalakítás eredményét.

Földgáz esetében,ISO 15970a térfogatátalakítás során használt tulajdonságok mérésével foglalkozik, beleértve a nyomást, a hőmérsékletet, a sűrűséget és a kompressziós tényezőt. Megfelelő gáz-tulajdonság-módszereket és összetételi információkat kell használni, ahol a mérési pontosság megköveteli.

1. példa: Alakítson át 800 Nm³/h sűrített levegőt

Fontolja meg a sűrített levegős{0}}rendszert a következő feltételezett feltételekkel:

• Referenciaáram: 800 Nm³/h
• Referencia hőmérséklet: 0 fok (273,15 K)
• Referencianyomás: 1,01325 bar(a)
• Üzemi nyomás: 7 bar(g)
• Üzemi hőmérséklet: 35 fok (308,15 K)
• Feltételezett légköri nyomás: 1,01325 bar
• Feltételezett Zactual/Zstd: 1

Először alakítsa át az üzemi nyomást 8,01325 bar(a) értékre.

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

Aktuális ≈ 114,1 m³/h

Ezen feltételezések szerint ugyanaz a gázmennyiség, amelyet 800 Nm³/h képvisel, körülbelül 114,1 m³/óra mennyiséget foglal el a nyomás alatti csővezetéken belül.

Számítsa ki a csővezeték sebességét

Tegyük fel, hogy a csővezeték tényleges belső átmérője 100 mm. Keresztmetszete körülbelül 0,007854 m².

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

Ha egy mérnök helytelenül 800 m³/h-t használ üzemi áramlásként, a számított sebesség körülbelül 28,3 m/s lenne.

Ez a különbség lényegesen befolyásolhatja a javasolt mérőméretet és mérési tartományt. Mindig a tényleges belső átmérőt használja, ne csak a névleges csőjelölést.

Azoknál az alkalmazásoknál, ahol a közvetlen tömeg{0}}mérést részesítik előnyben, a FlowT biztosítjagáz tömegáram mérési lehetőségek. Alkalmasságukat a gázösszetétel és az üzemi feltételek alapján ellenőrizni kell.

2. példa: Számítson ki egy földgáz üzemi tartományt

Egy földgázrendszer ritkán működik egy rögzített nyomáson, hőmérsékleten és áramlási sebességen. A mérő kiválasztásakor figyelembe kell venni a minimális és maximális tényleges térfogatáramot.

Tegyük fel a következő hipotetikus specifikációt:

• Referencia áramlás: 300–1000 Sm³/h
• Referencia feltételek: 15 fok és 1,01325 bar(a)
• Üzemi nyomás: 3-8 bar(g)
• Üzemi hőmérséklet: 10-50 fok
• Feltételezett légköri nyomás: 1,01325 bar
• Zactual/Zstd=1 az előzetes számításhoz

A legnagyobb tényleges térfogat ebben az egyszerűsített modellben akkor fordul elő, ha a referencia áramlás és hőmérséklet a legmagasabb, az üzemi nyomás pedig a legalacsonyabb.

Aktuális,max=1000 × (1,01325 / 4,01325) × (323,15 / 288,15) ≈ 283,1 m³/h

A legkisebb tényleges térfogat a minimális referenciaáramnál, a maximális nyomásnál és a minimális hőmérsékletnél jelentkezik.

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

Az előzetes tényleges térfogatáram körülbelül 33–283 m³/h.

Ezek az értékek nem végleges földgáz tervezési adatok. Független működési szélsőségeket és ideális-gáz viselkedést feltételeznek. Üzemeltető létesítményben a nyomás, a hőmérséklet és az igény korrelálható, és ki kell értékelni az összenyomhatósági tényezőt.

Egy 150 mm tényleges belső átmérőjű cső esetén a megfelelő sebességtartomány körülbelül 0,52–4,45 m/s.

Ez a tartomány a mérő kiválasztásának kiindulópontja, nem pedig annak bizonyítéka, hogy egy adott mérő képes mérni.

Gázáramlásmérő méretezése a tényleges áramlás használatával

A tényleges áramlás kiszámítása után a következő lépés a működési határérték összehasonlítása a kiválasztott mérő által közzétett teljesítményhatárokkal.

1. lépés: A valós működési feltételek megteremtése

Jegyezze fel a minimális, normál és maximális gázáramot a megfelelő nyomások és hőmérsékletek mellett. Ahol lehetséges, használjon egyidejű működési adatokat a nem összefüggő szélsőségek kombinálása helyett.

Határozza meg a gáz összetételét, nedvességállapotát, nyomástartományát és a szükséges mérési célt. A folyamatfigyelés és a szabályozott őrzési{1}}átruházás mérése eltérő felszerelési követelményeket támaszthat.

2. lépés: Számítsa ki a tényleges áramlást és sebességet

Konvertálja a referencia áramlást a tényleges áramlásra minden releváns működési ponton. Használja a megfelelő összenyomhatósági korrekciót és a valódi belső csőátmérőt.

Számítsa ki a sebességet a Qactual segítségével, osztva a belső áramlási területtel. Ez segíti a térfogati technológiát, de a sebesség önmagában nem határozza meg az alkalmasságot.

3. lépés: Ellenőrizze a gyártó mérési tartományát

Hasonlítsa össze a legalacsonyabb és legmagasabb működési pontot a mérőjelölt határértékeivel.

Aörvény áramlásmérő, az alsó mérési határ a műszer kialakításától és a feltételektől, például a gázsűrűségtől és a Reynolds-számtól függ. Előfordulhat, hogy a normál áramlás mellett megfelelően működő mérő minimális igény esetén nem ad megbízható jelet.

Atermikus tömegáram mérő, ellenőrizze a kalibrált gázt, a tömeg{0}}áramlási tartományt, a termikus tulajdonságokat, a hőmérsékleti határokat és a telepítési követelményeket.

Ha a számított minimális térfogatáram a műszer hitelesített alsó határa alá esik, a nagyobb mérő pusztán a csúcsáramhoz való választása nem oldja meg a problémát.

4. lépés: Ellenőrizze a pontosságot és a telepítési feltételeket

Olvassa el figyelmesen a pontossági specifikációt. A leolvasás százalékában kifejezett pontosság nem egyenlő a teljes skála százalékos értékével, különösen alacsony áramlásnál.

Ellenőrizze a szükséges egyenes{0}}csőhosszakat, az áramlási zavarokat, a nyomásveszteséget, a vibrációt, az elektromos csatlakozásokat és a veszélyes{1}}területi követelményeket.

Egybetétes hőtömegáram-mérő, fontos a beépítési helyzet és a sebességprofil. Inline vortex műszer esetén a megadott működési Reynolds-számnak és gázsűrűségnek teljesülnie kell.

Hőtömeg vs Vortex: melyik mérő illik az alkalmazáshoz?

A termikus tömegmérés vonzó lehet a tiszta sűrítettlevegő-{0}}fogyasztás figyeléséhez, különösen akkor, ha a szükséges kimenet tömegáram vagy azzal egyenértékű referenciatérfogat. A FlowT is felsoroljahőtömeg-mérő műszerek gázméréshez.

Az örvénytechnológia alkalmas lehet stabil folyamat{0}}gázkörülményekre, amikor a tényleges sebesség és gázsűrűség az érvényesített tartományon belül marad. A kompenzációs funkciók elérhetőségét a kiválasztott konfigurációnál ellenőrizni kell.

Az ultrahangos technológia egy másik lehetséges megoldás bizonyos gázalkalmazásokhoz. Alkalmassága a műszer kialakításától, a gázakusztikus tulajdonságoktól, a beépítéstől és az üzemeltetési feltételektől függ. FlowT-kultrahangos gázáramlásmérő magyarázatatovábbi hátteret biztosít.

Csak azért nem szabad mérési technológiát választani, mert a távadó Nm³/h vagy Sm³/h kijelzésére képes.

Gyakori gázáram-átalakítási és méretezési hibák

• A túlnyomás használata abszolút nyomásként:Ez helytelen nyomásarányt, és ezért helytelen térfogati konverziót eredményez.
• Celsius beírása a gázegyenletbe:A hőmérsékleti arányoknak kelvint kell használniuk.
• A referenciafeltételek figyelmen kívül hagyása:Előfordulhat, hogy a két szabványos{0}}térfogat nem hasonlítható össze közvetlenül, ha a referencia hőmérséklet, nyomás vagy páratartalom különbözik.
• Z=1 kiértékelés nélkül feltételezve:Ez szisztematikus konverziós hibákat okozhat, különösen nehéz, valós{0}}gázkörülmények között.
• Méretezés önmagában a névleges szabványos áramlásból:A tényleges minimális és maximális áramlás nagyon eltérhet a referencia{0}}mennyiségadatoktól.
• Zavaros kijelzőegységek a mérési elvvel:A standard térfogatot jelentő mérő ezt az értéket tömegmérésből vagy kompenzált tényleges térfogatból származtathatja.

A gáz összetétele is számít. A levegőre kalibrált hőmérő műszer nem feltételezhető automatikusan pontosnak egy másik gázkeverék esetén. Hasonlóképpen, egy térfogatmérő műszernek megfelelő sűrűségű információra van szüksége a tömegáram kiszámításakor.

Milyen információkat kell küldenie egy gázáramlásmérő szállítónak?

A hasznos árajánlatkérésnek elegendő információt kell tartalmaznia ahhoz, hogy a szállító értékelje a teljes működési tartományt.

• A gáz neve, összetétele és várható eltérése
• Minimális, normál és maximális áramlás
• Tényleges, standard vagy tömegáram{0}}alap
• Referencianyomás, hőmérséklet és száraz/nedves gáz alapja
• Üzemi nyomás és hőmérséklet tartományok
• A csővezeték belső átmérője és a csatlakozás részletei
• Elérhető egyenes{0}}csőhossz és beépítési feltételek
• Szükséges pontosság, összegzés és kimeneti jelek
• Veszélyes-területre vonatkozó vagy szabályozási követelmények, ahol alkalmazható

Ha nyomás- vagy hőmérséklet-kompenzációra van szükség, ellenőrizze, hogy ez a távadó belsejében vagy külső vezérlőrendszerrel történik-e. Külön nyomásmérést használó telepítéseknél a kiválasztottipari nyomástávadófelül kell vizsgálni a közegek kompatibilitását és a szükséges nyomástartományt, nem pedig kizárólag a kimeneti jel alapján.

Gyakran Ismételt Kérdések

Az üzemi áramlási sebesség megegyezik a tényleges áramlási sebességgel?

A munkaáram általában a tényleges térfogatáramot jelenti üzemi nyomáson és hőmérsékleten. A kifejezést azonban meg kell erősíteni a projektleírásban.

Átalakítható-e Nm³/h m³/h-ra egy fix tényezővel?

Csak akkor, ha az üzemi és referenciafeltételek rögzítettek, és ismertek a vonatkozó gáztulajdonságok. A nyomás, a hőmérséklet vagy az összenyomhatóság megváltoztatása megváltoztatja az átváltási tényezőt.

Szükséges-e nyomáskompenzáció egy termikus tömegáram-mérőhöz?

Általában nincs szüksége ugyanarra a térfogati nyomás{0}}hőmérséklet-korrekcióra, mint a tényleges-térfogatmérés tömegárammá alakításához. A nyomás, a hőmérséklet, a gáz összetétele és a kalibrációs körülmények azonban továbbra is befolyásolhatják a mérési teljesítményt.

A gázáramlásmérőt tényleges vagy szabványos áramlás alapján kell méretezni?

A volumetrikus technológiáknál a tényleges áramlás és sebesség elengedhetetlen. Tömeg-alapú technológiák esetén ellenőrizni kell a vonatkozó tömeg-áramlási tartományt és a kalibrált működési feltételeket. A végső döntésnek követnie kell a gyártó előírásait.

Miért pontatlan a gázmérő alacsony áramlásnál?

A lehetséges okok közé tartozik az érvényesített minimális térfogatáram alatti működés, a nem megfelelő gáztulajdonságok, a telepítési zavarok, az érzékelő szennyeződése vagy a nem megfelelő kompenzációs beállítások. Az okot a mérő diagnosztikai információi és műszaki dokumentációja alapján kell kivizsgálni.

Végső gondolatok

A tényleges és a standard gázáram ugyanazt a gázmennyiséget jelenti különböző térfogati feltételek mellett. Átalakításukhoz világosan meghatározott referenciafeltételek, abszolút nyomás, hőmérséklet és megfelelő gáz{1}}tulajdonság-korrekció szükséges.

A műszer kiválasztásánál fontosabb kérdés, hogy a számított üzemi áramlási tartomány a mérő által érvényesített mérési határértékek közé esik-e. A helyes átalakítás csak az első lépés.

A FlowT különböző technológiákon alapuló gázmérési megoldásokat kínál. Ha mérőt ad meg sűrített levegőhöz, nitrogénhez vagy más ipari gázhoz, adja meg a működési feltételeket, a gázösszetételt, az áramlási tartományt és a szükséges kimeneti egységeket, hogy a javasolt konfigurációt át lehessen tekinteni.

Lépjen kapcsolatba a FlowT-vel a gázáramlásmérő kiválasztásához és árajánlat-támogatásért