Kuo skiriasi darbiniai ir standartiniai dujų srauto matuokliai?

Nebūtinai. Kompresoriaus galia gali būti išreikšta etaloninėmis sąlygomis, o skaitiklis praneša dujų tūrį, praeinantį per slėgio vamzdį. Abu rodmenys gali apibūdinti tą patį dujų kiekį.

Tai yra skirtumas tarpfaktiniai ir standartiniai dujų srautai, kartais vadinami darbiniais ir standartiniais srautais. Suprasti tai būtina skaičiuojant dujų suvartojimą, skaičiuojant dujotiekio greitį ar parenkant pramoninį dujų srauto matuoklį.

Konversija priklauso nuo absoliutaus slėgio, temperatūros, dujų savybių ir naudojamų etaloninių sąlygų. Nustatydami skaitiklio dydį, inžinieriai taip pat turi atsižvelgti į visą veikimo diapazoną, o ne į vieną vardinę srauto vertę.

Faktinis ir standartinis dujų srautas: koks skirtumas?

Faktinis tūrinis srautas yra dujų, judančių vamzdynu, esant jo darbiniam slėgiui ir temperatūrai, tūris. Jis gali būti išreikštas faktiniais m³/h, Am³/h arba ACFM.

Standartinis tūrinis srautas išreiškia lygiavertį dujų tūrį nurodytomis pamatinėmis sąlygomis. Įprasti vienetai yra Nm³/h, Sm³/h ir SCFM.

Kai dujos suspaudžiamos, jų tankis paprastai didėja ir ta pati masė užima mažiau tūrio. Todėl tikrasis tūrinis srautas gali būti daug mažesnis nei standartinis tūrinis srautas slėgio vamzdyne.

Masės srautas skiriasi nuo abiejų. Tai reiškia masę, praeinančią per matavimo sekciją per laiko vienetą, paprastai kg/h. Ryšys išsamiau paaiškintas FlowT'smasės srauto ir tūrio srauto palyginimas.

Kokios yra standartinės dujų atskaitos sąlygos?

Nėra universalios etaloninės temperatūros kiekvienai dujų matavimo programai. Atsižvelgiant į taikomą standartą arba komercinį susitarimą, etaloninės temperatūros gali būti 0 laipsnių , 15 laipsnių , 20 laipsnių arba 60 laipsnių F.

Pavyzdžiui,ISO 13443nustato gamtinių dujų etalonines sąlygas, įskaitant temperatūrą, slėgį ir drėgmę. Kitoms pramoninėms reikmėms gali būti taikomos skirtingos sutartinės orientacinės sąlygos.

Todėl specifikacija, kurioje nurodyta tik „1 000 Nm³/h“, yra neišsami, nebent žinomos taikomos pamatinės sąlygos. Slėgis turi būti identifikuojamas kaip absoliutus, o dujų bazė turi būti nuosekli, įskaitant tai, ar nurodytas kiekis reiškia sausas ar šlapias dujas.

Tai svarbu lyginant skirtingų tiekėjų įrangą. Dujų kiekis, išreikštas 20 laipsnių kampu, užima maždaug 7,3 % daugiau tūrio nei esant 0 laipsniui, kai slėgis nekinta ir daroma prielaida, kad dujų elgsena yra ideali.

Faktinio dujų srauto konvertavimo į standartinį dujų srautą formulė

Jei dujų sudėtis nepakitusi, faktinio ir etaloninio tūrinio srauto santykis yra toks:

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

Norėdami apskaičiuoti faktinį tūrinį srautą iš standartinio srauto:

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

• Qstd: tūrinis srautas etaloninėmis sąlygomis
• Kokybinis: tūrinis srautas darbo sąlygomis
• Pstd ir Pactual: absoliutus slėgis
• Tstd ir Tactual: temperatūra kelvinais
• Zstd ir Zactual: dujų suspaudimo koeficientai

Prieš skaičiuodami konvertuokite manometrinį slėgį

Viena iš dažniausiai daromų klaidų yra manometrinio slėgio traktavimas kaip absoliutus slėgis.

Absoliutus slėgis=Manometrinis slėgis + vietinis atmosferos slėgis

Dujotiekiui, veikiančiam esant 7 bar(g), darant prielaidą, kad atmosferos slėgis yra 1,01325 baro:

Faktinis=7 + 1.01325=8.01325 baras(a)

Vietoj to, naudojant 7 bar(a), šiame pavyzdyje apskaičiuotas faktinis tūris būtų pervertintas maždaug 14,5 %, o kiti kintamieji nepasikeistų.

Norėdami gauti daugiau paaiškinimų, žr. FlowT paaiškinimąPSI, PSIA ir PSIG. Tinkamasslėgio siųstuvasgali pateikti slėgio informaciją kompensavimo sistemai, tačiau turi būti patikrintas jos matavimo tipas ir kalibravimo diapazonas.

Kodėl suspaudžiamumo faktorius yra svarbus

Suspaudimo koeficientas Z atspindi nukrypimus nuo idealaus{0}}dujų veikimo. Jis skiriasi priklausomai nuo dujų sudėties, slėgio ir temperatūros.

Preliminariai apskaičiuodami idealias{0}}dujas, inžinieriai kartais daro prielaidą, kad Zactual/Zstd=1. Ši prielaida neturi būti traktuojama kaip patikrinta suslėgto oro ar gamtinių dujų savybė esant padidintam slėgiui.

Apsvarstykite idealų{0}}dujų skaičiavimą, kai susidaro 100 m³/val. Jei faktinis Zactual/Zstd santykis yra 0,97, pakoreguotas rezultatas tampa 97 m³/val. Jei santykis yra 1,03, rezultatas yra 103 m³/val.

Šie santykiai yra iliustracinės jautrumo vertės, o ne išmatuotos dujų savybės. Jie rodo, kad neteisinga suspaudžiamumo prielaida tiesiogiai veikia konversijos rezultatą.

Gamtinėms dujoms,ISO 15970skirtas tūrio konvertavimui naudojamų savybių, įskaitant slėgį, temperatūrą, tankį ir suspaudimo koeficientą, matavimas. Turėtų būti naudojami tinkami dujų savybių metodai ir informacija apie sudėtį, kai to reikia matavimo tikslumui.

1 pavyzdys: Paverskite 800 Nm³/h suslėgto oro

Apsvarstykite suspausto{0}}oro sistemą su šiomis prielaidomis:

• Etaloninis srautas: 800 Nm³/h
• Etaloninė temperatūra: 0 laipsnių (273,15 K)
• Etaloninis slėgis: 1,01325 bar(a)
• Darbinis slėgis: 7 bar (g)
• Darbinė temperatūra: 35 laipsniai (308,15 K)
• Numatomas atmosferos slėgis: 1,01325 baro
• Manoma, kad „Zactual“ / „Zstd“: 1

Pirmiausia pakeiskite darbinį slėgį į 8,01325 bar(a).

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

Faktinis ≈ 114,1 m³/val

Remiantis šiomis prielaidomis, tas pats dujų kiekis, išreikštas 800 Nm³/h, slėginiame dujotiekyje užima maždaug 114,1 m³ per valandą.

Apskaičiuokite dujotiekio greitį

Tarkime, kad dujotiekio tikrasis vidinis skersmuo yra 100 mm. Jo skerspjūvio plotas yra maždaug 0,007854 m².

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

Jei inžinierius neteisingai naudotų 800 m³/h kaip darbinį srautą, apskaičiuotas greitis būtų maždaug 28,3 m/s.

Šis skirtumas gali reikšmingai paveikti siūlomą skaitiklio dydį ir matavimo diapazoną. Visada naudokite tikrąjį vidinį skersmenį, o ne tik vardinį vamzdžio žymėjimą.

Programoms, kuriose pirmenybė teikiama tiesioginiam{0}}masės matavimui, teikia „FlowT“.dujų masės srauto matavimo galimybės. Jų tinkamumas turi būti patikrintas atsižvelgiant į dujų sudėtį ir veikimo sąlygas.

2 pavyzdys: Apskaičiuokite gamtinių dujų veikimo diapazoną

Gamtinių dujų sistema retai veikia esant vienam fiksuotam slėgiui, temperatūrai ir srautui. Renkantis skaitiklį reikia atsižvelgti į mažiausią ir didžiausią faktinį tūrinį srautą.

Tarkime, kad ši hipotetinė specifikacija:

• Etaloninis srautas: 300–1 000 Sm³/val
• Etaloninės sąlygos: 15 laipsnių ir 1,01325 bar(a)
• Darbinis slėgis: 3–8 barai (g)
• Darbinė temperatūra: 10-50 laipsnių
• Numatomas atmosferos slėgis: 1,01325 baro
• Zactual/Zstd=1 preliminariam skaičiavimui

Šiame supaprastintame modelyje didžiausias faktinis tūris susidaro, kai atskaitos srautas ir temperatūra yra didžiausi, o darbinis slėgis yra mažiausias.

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

Mažiausias faktinis tūris susidaro esant mažiausiam atskaitos srautui, didžiausiam slėgiui ir minimaliai temperatūrai.

Faktinis, min=300 × (1,01325 / 9,01325) × (283,15 / 288,15) ≈ 33,1 m³/val.

Preliminarus faktinis debitas yra maždaug 33–283 m³/val.

Šios vertės nėra galutiniai gamtinių dujų projektiniai skaičiai. Jie numato nepriklausomus veikimo kraštutinumus ir idealų{1}}dujų elgesį. Eksploatacinėje patalpoje slėgis, temperatūra ir poreikis gali būti koreliuojami ir turi būti įvertintas suspaudimo koeficientas.

Vamzdžiui, kurio tikrasis vidinis skersmuo yra 150 mm, atitinkamas greičio diapazonas yra maždaug 0,52–4,45 m/s.

Šis diapazonas yra skaitiklio pasirinkimo atskaitos taškas, o ne įrodymas, kad koks nors skaitiklis gali jį išmatuoti.

Kaip nustatyti dujų srauto matuoklio dydį naudojant faktinį srautą

Apskaičiavus faktinį srautą, kitas veiksmas yra lyginti veikimo gaubtą su pasirinkto skaitiklio paskelbtomis veikimo ribomis.

1 veiksmas: nustatykite realias veiklos sąlygas

Užrašykite minimalų, normalų ir maksimalų dujų srautą kartu su atitinkamu slėgiu ir temperatūra. Jei įmanoma, naudokite tuo pačiu metu veikiančius duomenis, o ne derindami nesusijusius kraštutinumus.

Nustatykite dujų sudėtį, drėgmės būklę, slėgio diapazoną ir reikiamą matavimo tikslą. Proceso stebėjimas ir reguliuojamas saugojimo{1}}perdavimo matavimas gali turėti skirtingus įrangos reikalavimus.

2 veiksmas: apskaičiuokite faktinį srautą ir greitį

Konvertuokite atskaitos srautą į faktinį srautą kiekviename atitinkamame veikimo taške. Naudokite atitinkamą suspaudžiamumo korekciją ir tikrąjį vidinį vamzdžio skersmenį.

Apskaičiuokite greitį naudodami Qactual, padalintą iš vidinio srauto ploto. Tai padeda ekrano tūrio technologijoms, tačiau vien greitis nenustato tinkamumo.

3 veiksmas: patikrinkite gamintojo matavimo diapazoną

Palyginkite žemiausią ir aukščiausią veikimo tašką su nurodytomis kandidatinio skaitiklio ribomis.

Dėl asūkurio srauto matuoklis, apatinė matavimo riba priklauso nuo prietaiso konstrukcijos ir sąlygų, tokių kaip dujų tankis ir Reinoldso skaičius. Skaitiklis, kuris tinkamai veikia esant normaliam srautui, gali neteikti patikimo signalo esant minimaliam poreikiui.

Dėl ašilumos masės srauto matuoklis, patvirtinkite kalibruotas dujas,{0}}masės srauto diapazoną, šilumines savybes, temperatūros ribas ir įrengimo reikalavimus.

Jei apskaičiuotas minimalus srautas nukrenta žemiau prietaiso patvirtintos apatinės ribos, didesnio skaitiklio pasirinkimas tik didžiausiam srautui pritaikyti problemos neišspręs.

4 veiksmas: patikrinkite tikslumą ir diegimo sąlygas

Atidžiai perskaitykite tikslumo specifikaciją. Nuskaitymo procentais išreikštas tikslumas nėra lygus visos skalės procentui, ypač esant mažam srautui.

Patikrinkite reikiamus tiesių{0}}vamzdžių ilgius, srauto sutrikimus, slėgio nuostolius, vibraciją, elektros jungtis ir pavojingų{1}}zonų reikalavimus.

Dėl anįterpiamasis šiluminio masės srauto matuoklis, montavimo padėtis ir greičio profilis yra svarbūs. Inline sūkurio prietaiso atveju turi būti laikomasi nurodyto veikimo Reinoldso skaičiaus ir dujų tankio.

Šiluminė masė prieš sūkurį: kuris matuoklis tinka taikymui?

Šiluminės masės matavimas gali būti patrauklus švaraus suspausto -oro suvartojimo stebėjimui, ypač kai reikalingas išėjimas yra masės srautas arba lygiavertis etaloninis tūris. FlowT taip pat išvardijašiluminės masės prietaisai dujų matavimui.

Vortex technologija gali būti tinkama stabilioms proceso{0}}dujų sąlygoms, kai tikrasis greitis ir dujų tankis išlieka patvirtintame diapazone. Pasirinktos konfigūracijos kompensavimo funkcijos turi būti patikrintos.

Ultragarso technologija yra dar vienas galimas pasirinkimas tam tikroms dujų reikmėms. Jo tinkamumas priklauso nuo prietaiso konstrukcijos, dujų akustinių savybių, įrengimo ir eksploatavimo sąlygų. FlowTUltragarsinio dujų srauto matuoklio paaiškinimassuteikia papildomos informacijos.

Nereikėtų rinktis jokios matavimo technologijos vien todėl, kad siųstuvas gali rodyti Nm³/h arba Sm³/h.

Dažnos dujų srauto konvertavimo ir dydžio nustatymo klaidos

• Manometrinio slėgio naudojimas kaip absoliutus slėgis:Tai sukuria neteisingą slėgio santykį, taigi ir neteisingą tūrio konversiją.
• Celsijaus įvedimas į dujų lygtį:Temperatūros koeficientai turi būti naudojami kelvinais.
• Referencinių sąlygų nepaisymas:Du standartiniai{0}}tūrio rodmenys gali būti tiesiogiai nepalyginami, kai skiriasi etaloninė temperatūra, slėgis arba drėgmė.
• Darant prielaidą, kad Z=1 be įvertinimo:Dėl to gali atsirasti sisteminių konversijos klaidų, ypač sudėtingomis tikromis{0}}dujų sąlygomis.
• Dydžių nustatymas tik pagal vardinį standartinį srautą:Tikrasis minimalus ir maksimalus srautas gali labai skirtis nuo orientacinių{0}}tūrio duomenų.
• Paini ekrano vienetai su matavimo principu:Matuoklis, pranešantis standartinį tūrį, gali gauti šią vertę pagal masės matavimą arba kompensuotą faktinį tūrį.

Dujų sudėtis taip pat svarbi. Šiluminis prietaisas, kalibruotas orui, negali būti automatiškai laikomas tiksliu kitam dujų mišiniui. Panašiai, apskaičiuojant masės srautą, tūrinis prietaisas reikalauja atitinkamos informacijos apie tankį.

Kokią informaciją turėtumėte siųsti dujų srauto matuoklio tiekėjui?

Naudingoje kainos pasiūlymo užklausoje turėtų būti pakankamai informacijos, kad tiekėjas galėtų įvertinti visą veiklos diapazoną.

• Dujų pavadinimas, sudėtis ir numatomas pokytis
• Minimalus, normalus ir maksimalus srautas
• Faktinis, standartinis arba masės{0}}srauto pagrindas
• Etaloninis slėgis, temperatūra ir sausų/šlapių dujų pagrindas
• Darbinio slėgio ir temperatūros diapazonai
• Vamzdyno vidinis skersmuo ir sujungimo detalės
• Galimas tiesus{0}}vamzdžio ilgis ir montavimo sąlygos
• Reikalingas tikslumas, sumavimas ir išvesties signalai
• Pavojingos{0}}zonos arba reguliavimo reikalavimai, jei taikoma

Jei reikalingas slėgio arba temperatūros kompensavimas, patikrinkite, ar tai atliekama siųstuvo viduje, ar naudojant išorinę valdymo sistemą. Įrenginiams, kuriuose naudojamas atskiras slėgio matavimas, pasirinktaspramoninis slėgio siųstuvasturėtų būti peržiūrėtas dėl medijos suderinamumo ir reikiamo slėgio diapazono, o ne pasirenkant vien tik išvesties signalą.

Dažnai užduodami klausimai

Ar darbinis srautas yra toks pat kaip tikrasis srautas?

Paprastai darbinis srautas reiškia faktinį tūrinį srautą esant darbiniam slėgiui ir temperatūrai. Tačiau terminas turėtų būti patvirtintas projekto specifikacijoje.

Ar Nm³/h galima konvertuoti į m³/h naudojant fiksuotą koeficientą?

Tik tada, kai nustatytos eksploatacinės ir atskaitos sąlygos ir žinomos atitinkamos dujų savybės. Keičiant slėgį, temperatūrą ar suspaudžiamumą, keičiasi konversijos koeficientas.

Ar šiluminiam masės srauto matuokliui reikia slėgio kompensavimo?

Paprastai jai nereikia tos pačios tūrinio slėgio{0}}temperatūros korekcijos, naudojamos faktiniam-tūrio matavimui konvertuoti į masės srautą. Tačiau slėgis, temperatūra, dujų sudėtis ir kalibravimo sąlygos vis tiek gali turėti įtakos matavimo našumui.

Ar dujų srauto matuoklis turi būti nustatytas pagal faktinį ar standartinį srautą?

Tūrinėms technologijoms svarbus faktinis srautas ir greitis. Naudojant mase{1}}pagrįstas technologijas, reikia patikrinti atitinkamą masės-srauto diapazoną ir kalibruotas veikimo sąlygas. Galutinis sprendimas turi atitikti gamintojo specifikacijas.

Kodėl dujų skaitiklis yra netikslus esant mažam srautui?

Galimos priežastys: veikimas žemiau patvirtinto minimalaus srauto, netinkamos dujų savybės, įrengimo sutrikimai, jutiklio užteršimas arba neteisingi kompensavimo nustatymai. Priežastis turėtų būti ištirta naudojant skaitiklio diagnostinę informaciją ir techninę dokumentaciją.

Paskutinės mintys

Faktinis ir standartinis dujų srautas rodo tą patį dujų kiekį skirtingomis tūrio sąlygomis. Norint juos konvertuoti, reikia aiškiai apibrėžtų atskaitos sąlygų, absoliutaus slėgio, temperatūros ir atitinkamos dujų savybių pataisos.

Renkantis prietaisą, svarbesnis klausimas yra tai, ar apskaičiuotas darbinio srauto diapazonas patenka į skaitiklio patvirtintas matavimo ribas. Teisingas konvertavimas yra tik pirmas žingsnis.

FlowT siūlo dujų matavimo sprendimus, paremtus skirtingomis technologijomis. Jei nurodote suslėgto oro, azoto ar kitų pramoninių dujų skaitiklį, pateikite veikimo sąlygas, dujų sudėtį, srauto diapazoną ir reikiamus išvesties vienetus, kad būtų galima peržiūrėti siūlomą konfigūraciją.

Susisiekite su „FlowT“ dėl dujų srauto matuoklių pasirinkimo ir pasiūlymų palaikymo