Apakah Aliran Standard, Aliran Sebenar Aliran Normal dalam Pengukuran Gas?

Kami telah menerima banyak pertanyaan permohonan pengukuran aliran gas daripada industri di seluruh dunia. Memandangkan pengukuran aliran gas melibatkan berbilang pembolehubah dinamik seperti suhu, tekanan dan kandungan lembapan dalam aliran gas, memilih meter aliran gas yang sesuai dianggap lebih mencabar daripada memilih meter aliran cecair. Di Instrumen Automasi Perak, sebelum jurutera kami boleh mencadangkan meter gas saiz yang sesuai untuk keperluan anda, mereka perlu mengetahui jenis gas yang diukur, suhu operasi dan tekanan operasi.

Sesetengah pelanggan keliru tentang unit berbeza kadar aliran gas yang sering dilihat dalam spesifikasi dan lembaran data, seperti:

• Nm³/j (Meter padu biasa sejam)
• Am³/j (meter padu sebenar sejam)
• SCFM (Kaki padu standard seminit)
• SCCM (Standard padu sentimeter seminit)
• ACFM (kaki padu sebenar seminit)

Awalan mempunyai makna khusus:

• N = Aliran biasa
• S = Aliran piawai
• A = Aliran sebenar

Tetapi apakah sebenarnya perbezaan ini, dan mengapa ia penting?

Kekeliruan ini timbul kerana gas boleh mampat, yang bermaksud isipadunya banyak berubah mengikut suhu dan tekanan. Bergantung pada cara anda mengukurnya, Jumlah gas yang sama boleh mengambil jumlah ruang yang jauh berbeza. Industri gas menggunakan tiga sistem pengukuran aliran (Sebenar, Standard dan Normal) untuk menangani masalah ini. Anda perlu mengetahui ini untuk memilih peralatan yang betul dan mengukur dengan tepat.

Definisi Terperinci

- Kadar Aliran Standard

Kadar aliran standard (seperti Sm3/j, SCFM) melaraskan bacaan aliran sebenar anda kepada titik rujukan biasa, seperti menukar mata wang. ia membolehkan anda membandingkan ukuran daripada pelbagai situasi pada asas yang sama. Pelarasan menggunakan hukum gas ideal (PV = nRT), yang mengaitkan tekanan, isipadu dan suhu..

Keadaan standard yang paling biasa:

• Tekanan: 1 atmosfera (101.325 kPa atau 14.696 psia) pada paras laut
• Suhu: 15°C (59°F) atau kadangkala 60°F (15.56°C)

Perlu diingat: Kawasan dan industri yang berbeza mempunyai keadaan standard yang agak berbeza-beza, jadi sentiasa semak semula standard yang digunakan untuk aplikasi anda.

- Kadar Aliran Normal

Meter aliran jisim terma dengan kadar aliran normal

Kadar aliran biasa (seperti Nm3/j ) berfungsi dengan cara yang sama seperti aliran standard, kecuali ia menggunakan suhu rujukan yang berbeza:

Keadaan biasa:

• Tekanan: 1 atmosfera (101.325 kPa atau 14.696 psia)
• Suhu: 0°C (32°F atau 273.15 K)

Anda akan melihat ini digunakan lebih kerap dalam piawaian Eropah dan dalam industri kimia atau petrokimia.

- Kadar Aliran Sebenar

Paparan kadar aliran sebenar oleh meter aliran

Kadar aliran sebenar ialah perkara yang sebenarnya berlaku dalam paip anda sekarang: isipadu masa nyata gas yang mengalir pada suhu dan tekanan operasi semasa anda. Tiada pelarasan, tiada pembetulan.

Inilah yang mempengaruhinya: apabila suhu meningkat, gas mengembang dan aliran sebenar meningkat; apabila tekanan meningkat, gas mampat dan isipadu sebenar berkurangan.

Produk Disyorkan untuk Pengukuran Aliran Sebenar:

Instrumen Automasi Perak menawarkan beberapa penyelesaian:

---

---

---

Jadual Perbandingan Rujukan Pantas

Flow Type	Reference Pressure	Reference Temperature	Typical Use	Common Units
Standard	101.325 kPa (14.696 psia)	15°C (59°F) or 60°F	US markets, billing	SCFM, Sm³/h
Normal	101.325 kPa (14.696 psia)	0°C (32°F)	EU markets, chemical industry	Nm³/h, NLPM
Actual	Process pressure	Process temperature	Equipment sizing, control	ACFM, Am³/h

Mengapa Perbezaan Ini Penting

Memahami jenis kadar aliran ini secara langsung memberi kesan kepada operasi dan kos anda:

• Saiz Peralatan: Penderia aliran gas mesti bersaiz berdasarkan keadaan aliran sebenar untuk memastikan halaju dan julat ukuran yang betul.
• Pemindahan Pengebilan dan Jagaan: Jualan gas menggunakan keadaan standard atau biasa untuk memastikan harga tetap sama tidak kira apa keadaan operasi.
• Kawalan Proses: Sistem kawalan mungkin memerlukan kadar aliran gas atau udara sebenar untuk membuat perubahan segera dan betul pada keseluruhan proses, tetapi mereka juga mungkin memerlukan aliran standard untuk mengetahui jumlah bahan yang seimbang.
• Perbandingan dan Penyeragaman: Aliran standard dan biasa membolehkan pekerja Instrumen dan pengurus kilang yang difailkan membandingkan ukuran merentas lokasi, masa dan keadaan yang berbeza.

Contoh Praktikal:

Pertimbangkan gas yang mengalir pada:

• Keadaan sebenar: 5 bar (500 kPa) dan 50°C
• Kadar aliran sebenar: 100 Am³/j

Apabila diperbetulkan kepada keadaan standard (101.325 kPa dan 15°C):

Kadar aliran standard mungkin lebih kurang 450 Sm³/j

Ini menunjukkan sebab perbezaan itu penting—aliran gas yang sama mempunyai nilai yang berbeza secara mendadak bergantung pada keadaan rujukan yang digunakan.

Penukaran Antara Jenis Aliran:

Untuk menukar antara aliran sebenar, standard dan normal, anda perlu menggunakan pembetulan undang-undang gas:

Formula penukaran asas:

Q₁/Q₂ = (P₁/P₂) × (T₂/T₁) × (Z₂/Z₁)

di mana:

• Q = kadar aliran isipadu
• P = tekanan mutlak
• T = suhu mutlak (Kelvin)
• Z = faktor kebolehmampatan

Contoh Penukaran Langkah demi Langkah:

Menukar 100 Am³/j pada 5 bar dan 50°C kepada keadaan Standard (1.01325 bar, 15°C):

1.Tukar suhu kepada Kelvin:

• oT₁ (sebenar) = 50°C + 273.15 = 323.15 K
• oT₂ (standard) = 15°C + 273.15 = 288.15 K

2.Gunakan tekanan dalam nilai mutlak:

• oP₁ (sebenar) = 5 bar
• oP₂ (standard) = 1.01325 bar

3. Guna formula (dengan andaian Z₁ ≈ Z₂ ≈ 1 untuk gas ideal):

• oQ(standard) = 100 × (5/1.01325) × (288.15/323.15)
• oQ(standard) = 100 × 4.935 × 0.892
• oQ(standard) ≈ 440 Sm³/j

Kesilapan Biasa dalam Pengukuran Aliran Gas atau Udara

Mengelakkan ralat biasa ini boleh menjimatkan masa, wang dan membantu anda mendapatkan ukuran yang tepat dan boleh membuat keputusan yang betul.

1. Kekeliruan antara kadar aliran sebenar dan piawai.

Apa yang berlaku: Anda memesan meter aliran bersaiz 100 Sm³/j, tetapi sistem anda sebenarnya berjalan pada 100 Am³/j pada tekanan tinggi.

Keputusan: Meter aliran gas mungkin bersaiz kecil, ia boleh menyebabkan penurunan tekanan yang berlebihan, bacaan tidak stabil, atau bahkan kerosakan jika aliran gas melebihi pengesan aliran gas dapat mengesan.

Penyelesaian: Sentiasa jelaskan kepada silverinstruments.com sama ada kadar aliran gas yang diperlukan adalah sebenar, standard atau normal (atau kami katakan operasi), dan berikan keadaan operasi penuh kepada kejuruteraan jualan silverinstruments.com.

2. Mengabaikan Faktor Kebolehmampatan

Perkara yang berlaku: Anda menggunakan undang-undang gas ideal mudah untuk mengukur gas asli bertekanan tinggi tanpa mengambil kira bagaimana gas sebenar bertindak.

Keputusan: Ralat pengukuran boleh mencapai 5–15% atau lebih tinggi dengan mudah apabila tekanan melebihi 50 bar, dan juga pada penarafan tekanan tinggi sedemikian, penderia aliran gas boleh pecah.

Penyelesaian: Sentiasa sertakan pembetulan faktor Z dalam aplikasi tekanan tinggi atau apabila gas tidak berkelakuan ideal.

3. Menghadapi Kandungan Lembapan

Apa yang berlaku: Mengukur gas basah seolah-olah ia adalah gas kering sepenuhnya, mengabaikan kandungan wap air..

Keputusan: Isipadu gas yang terlampau nyata, baki bahan yang salah, ketepatan pengukuran yang lemah atau isu pengebilan.

Penyelesaian: Tentukan sama ada gas basah atau kering apabila meter aliran gas pertanyaan daripada silverinstruments.com, sebenarnya kebanyakan teknologi meter aliran gas mempunyai prestasi yang lemah pada pengukuran gas basah. Gunakan pemisah lembapan atau meter yang direka khusus untuk gas basah apabila diperlukan.

4. Persediaan Pampasan Suhu yang salah

Apa yang berlaku: Memasang penderia suhu di lokasi yang mempunyai sentuhan haba yang lemah atau udara terperangkap.

Keputusan: Bacaan suhu yang tidak tepat menyebabkan ralat pampasan.

Penyelesaian: Ikuti amalan pemasangan pengilang dan gunakan termowell bersaiz betul dengan rendaman dan sebatian haba yang mencukupi.

5. Piawaian Pengukuran Percampuran

Perkara yang berlaku: membandingkan petikan apabila satu vendor menggunakan Sm³/j (pada 15°C) dan satu lagi menggunakan Nm³/j (pada 0°C), tanpa menukar antara keduanya.

Keputusan: Anda melihat harga yang berbeza kerana anda membandingkan perkara yang salah. Ini membawa kepada pilihan peralatan yang salah.

Penyelesaian: Sentiasa tukar semua spesifikasi kepada syarat rujukan yang sama sebelum perbandingan.

Aplikasi Industri

Industri yang berbeza mempunyai keperluan khusus dalam hal pengukuran aliran. Begini cara aplikasi berbeza menangani cabaran unik mereka:

1. Gas Asli: Pengebilan & Pemindahan Jagaan

Pengukuran aliran gas asli

Keperluan: Pengukuran aliran standard (biasanya 15°C, 101.325 kPa) untuk pengebilan

Cabaran Utama:

• Tekanan tinggi yang banyak berubah (20-70 bar)
• Suhu berubah mengikut musim
• Mesti ±0.5% tepat untuk transaksi wang

Penyelesaian: Turbin dengan sensor tekanan automatik dan pampasan sensor suhu. Atau anda boleh menggunakan meter aliran Coriolis yang boleh mengukur aliran jisim gas asli (NG) secara langsung.

2. Sistem Udara Mampat: Pengurusan Tenaga

Pengukuran aliran udara termampat

Keperluan: Pengukuran aliran udara termampat sebenar untuk pengesanan kebocoran dan pemantauan kecekapan

Cabaran Utama:

• Corak permintaan yang sangat berubah-ubah (50-100% turun naik)
• Tekanan menurun semasa penggunaan puncak
• memerlukan pemantauan kos efektif untuk banyak lokasi

Penyelesaian: Meter aliran jisim terma atau meter aliran vorteks (harga/prestasi yang baik)

Faedah : Boleh mengurangkan sisa tenaga sebanyak 20-30% dengan menangkap kebocoran awal

3. Tumbuhan Kimia: Kawalan Proses dan Imbangan Bahan

Keperluan: Pengukuran aliran normal (0°C, 101.325 kPa) yang biasa digunakan dalam banyak kemudahan untuk pengiraan stoikiometrik

Cabaran Utama:

• Aliran suapan gas berbilang yang memerlukan kawalan nisbah yang tepat (±2-5%)
• Aliran gas yang menghakis atau berbahaya
• Keperluan penutupan baki bahan

Penyelesaian: Meter Coriolis untuk jisim, atau meter aliran jisim terma; meter sandaran untuk proses kritikal

4. Pembuatan Semikonduktor: Kawalan Gas Khusus

Pengawal aliran jisim terma (MFC)

Keperluan: Kawalan aliran jisim ultra-tepat diukur dalam SCCM (Standard Cubic Centimeters seminit)

Cabaran Utama:

• Kadar aliran sangat rendah (0.1-1000 SCCM tipikal)
• Keperluan ketulenan sangat tinggi (99.9999%+)
• Gas khusus yang mahal (silane, arsin, dll.)
• Keperluan masa tindak balas pantas (<1 saat)

Penyelesaian: Pengawal aliran jisim terma (MFC) dengan ±1.0% ketepatan bacaan dan ±0.2% kebolehulangan

5. Pemantauan Alam Sekitar: Pelepasan dan Gas Suar

Keperluan Utama: Aliran volumetrik standard untuk pelaporan pematuhan peraturan

Cabaran Utama:

• Komposisi gas berubah-ubah mempengaruhi pengukuran
• Suhu tinggi (sehingga 400°C dalam aplikasi suar)
• Produk pembakaran yang menghakis
• Keadaan pemasangan luar

Penyelesaian: Ultrasonik (tidak mengganggu), meter aliran DP atau meter jisim terma; sistem pensampelan untuk memeriksa komposisi gas

Kesimpulan

Kami berharap panduan ini telah membantu anda memahami perbezaan kritikal antara aliran gas sebenar, standard dan normal, supaya anda boleh:

✓ Tentukan keperluan aliran gas dengan betul
✓ Pilih meter aliran gas bersaiz betul
✓ Elakkan ralat pengukuran yang mahal
✓ Pastikan pengebilan yang tepat dan kawalan proses
✓ Optimumkan prestasi sistem pengukuran gas anda

Kita harus memahami asas-asas ini dengan baik jika kita mahu projek pengukuran aliran gas kita berjaya. Sama ada anda mereka bentuk sistem baharu, menyelesaikan masalah atau mengoptimumkan prestasi, perbezaan antara aliran sebenar, standard dan biasa mempengaruhi setiap bahagian sistem pengukuran anda.

Perlukan Bantuan Dengan Aplikasi Khusus Anda?

Jurutera kami yang berpengalaman di Silver Automation Instruments berada di sini untuk membantu anda memilih penyelesaian yang sesuai untuk keperluan pengukuran aliran gas anda.

E-mel kepada kami: sales@silverinstruments.com

Whatsapp: +86 18936759191