อัตราการไหลมาตรฐาน อัตราการไหลจริง อัตราการไหลปกติในการวัดก๊าซคืออะไร?

เราได้รับคำถามเกี่ยวกับการใช้งานการ วัดอัตราการไหลของก๊าซ จากอุตสาหกรรมต่างๆ ทั่วโลกมากมาย เนื่องจากการวัดอัตราการไหลของก๊าซเกี่ยวข้องกับตัวแปรพลวัตหลายตัว เช่น อุณหภูมิ ความดัน และปริมาณความชื้นในกระแสก๊าซ การเลือกเครื่องวัดอัตราการไหลของก๊าซที่เหมาะสมจึงถือเป็นเรื่องท้าทายมากกว่าการเลือกเครื่องวัดอัตราการไหลของของเหลว ที่ Silver Automation Instruments ก่อนที่วิศวกรของเราจะแนะนำเครื่องวัดอัตราการไหลของก๊าซขนาดที่เหมาะสมกับความต้องการของคุณ พวกเขาจำเป็นต้องทราบประเภทของก๊าซที่จะวัด อุณหภูมิใช้งาน และความดันใช้งาน

ลูกค้าบางรายสับสนเกี่ยวกับหน่วยอัตราการไหลของก๊าซที่แตกต่างกันซึ่งมักพบเห็นในข้อมูลจำเพาะและแผ่นข้อมูล เช่น:

• Nm³/h (ลูกบาศก์เมตรปกติต่อชั่วโมง)
• Am³/h (ลูกบาศก์เมตรจริงต่อชั่วโมง)
• SCFM (ลูกบาศก์ฟุตมาตรฐานต่อนาที)
• SCCM (ลูกบาศก์เซนติเมตรมาตรฐานต่อนาที)
• ACFM (ลูกบาศก์ฟุตจริงต่อนาที)

คำนำหน้าเหล่านี้มีความหมายเฉพาะเจาะจง:

• N = การไหลปกติ
• S = อัตราการไหลมาตรฐาน
• A = การไหลจริง

แต่ความแตกต่างเหล่านี้คืออะไรกันแน่ และเหตุใดจึงสำคัญ?

ความสับสนนี้เกิดขึ้นเนื่องจากก๊าซสามารถบีบอัดได้ ซึ่งหมายความว่าปริมาตรของก๊าซจะเปลี่ยนแปลงไปมากตามอุณหภูมิและความดัน ปริมาณก๊าซที่เท่ากันอาจใช้พื้นที่ต่างกันมาก ขึ้นอยู่กับวิธีการวัด อุตสาหกรรมก๊าซใช้ระบบการวัดอัตราการไหลสามระบบ (จริง มาตรฐาน และปกติ) เพื่อจัดการกับปัญหานี้ คุณจำเป็นต้องรู้ระบบเหล่านี้เพื่อเลือกอุปกรณ์ที่เหมาะสมและวัดค่าได้อย่างแม่นยำ

คำจำกัดความโดยละเอียด

- อัตราการไหลมาตรฐาน

อัตราการไหลมาตรฐาน (เช่น Sm3/h, SCFM) จะปรับค่าการไหลจริงของคุณให้เป็นจุดอ้างอิงทั่วไป เช่น การแปลงสกุลเงิน วิธีนี้ช่วยให้คุณเปรียบเทียบค่าที่วัดได้จากสถานการณ์ต่างๆ ได้อย่างเท่าเทียมกัน การปรับค่านี้ใช้กฎของแก๊สอุดมคติ (PV = nRT) ซึ่งเกี่ยวข้องกับความดัน ปริมาตร และอุณหภูมิ

เงื่อนไขมาตรฐานที่พบบ่อยที่สุด:

• ความดัน: 1 บรรยากาศ (101.325 kPa หรือ 14.696 psia) ที่ระดับน้ำทะเล
• อุณหภูมิ: 15°C (59°F) หรือบางครั้ง 60°F (15.56°C)

โปรดทราบว่า: ภูมิภาคและอุตสาหกรรมต่างๆ มีเงื่อนไขมาตรฐานที่แตกต่างกันบ้าง ดังนั้นควรตรวจสอบมาตรฐานที่ใช้กับแอปพลิเคชันของคุณอยู่เสมอ

- อัตราการไหลปกติ

เครื่องวัดอัตราการไหลของมวลความร้อนที่มีอัตราการไหลปกติ

อัตราการไหลปกติ (เช่น Nm3/h ) ทำงานในลักษณะเดียวกับการไหลมาตรฐาน ยกเว้นว่าใช้ค่าอุณหภูมิอ้างอิงที่แตกต่างกัน:

สภาวะปกติ:

• ความดัน: 1 บรรยากาศ (101.325 kPa หรือ 14.696 psia)
• อุณหภูมิ: 0°C (32°F หรือ 273.15 K)

คุณจะพบสิ่งนี้ใช้บ่อยมากขึ้นในมาตรฐานยุโรปและในอุตสาหกรรมเคมีหรือปิโตรเคมี

- อัตราการไหลจริง

การแสดงอัตราการไหลจริงโดยเครื่องวัดอัตราการไหล

อัตราการไหลจริงคือสิ่งที่เกิดขึ้นจริงในท่อของคุณในขณะนี้: ปริมาณก๊าซที่ไหลผ่าน ณ อุณหภูมิและความดันใช้งานปัจจุบันของคุณ ไม่ต้องปรับหรือแก้ไขใดๆ

นี่คือสิ่งที่ส่งผลกระทบ: เมื่ออุณหภูมิสูงขึ้น แก๊สจะขยายตัวและอัตราการไหลจริงจะเพิ่มขึ้น เมื่อความดันเพิ่มขึ้น แก๊สจะบีบอัดและปริมาตรจริงจะลดลง

ผลิตภัณฑ์ที่แนะนำสำหรับการวัดอัตราการไหลจริง:

Silver Automation Instruments นำเสนอโซลูชั่นต่างๆ ดังต่อไปนี้:

---

---

---

ตารางเปรียบเทียบข้อมูลอ้างอิงด่วน

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

เหตุใดความแตกต่างเหล่านี้จึงสำคัญ

การทำความเข้าใจประเภทอัตราการไหลเหล่านี้ส่งผลโดยตรงต่อการดำเนินงานและต้นทุนของคุณ:

• การกำหนดขนาดอุปกรณ์: เซ็นเซอร์การไหลของก๊าซจะต้องมีขนาดตามสภาวะการไหลจริงเพื่อให้แน่ใจว่าความเร็วและช่วงการวัดเหมาะสม
• การเรียกเก็บเงินและการโอนกรรมสิทธิ์: การขายก๊าซใช้เงื่อนไขมาตรฐานหรือทั่วไปเพื่อรักษาราคาให้เท่าเดิมไม่ว่าเงื่อนไขการดำเนินการจะเป็นอย่างไรก็ตาม
• การควบคุมกระบวนการ: ระบบควบคุมอาจต้องใช้ปริมาณการไหลของก๊าซหรืออากาศจริงเพื่อทำการเปลี่ยนแปลงกระบวนการทั้งหมดทันทีและถูกต้อง แต่ก็อาจต้องใช้อัตราการไหลมาตรฐานเพื่อดูว่ามีวัสดุอยู่ในสมดุลเท่าใดด้วยเช่นกัน
• การเปรียบเทียบและการทำให้เป็นมาตรฐาน: การไหลมาตรฐานและปกติทำให้พนักงานด้านเครื่องมือและผู้จัดการโรงงานสามารถเปรียบเทียบการวัดในสถานที่ต่างๆ เวลาต่างๆ และสภาวะต่างๆ ได้

ตัวอย่างการปฏิบัติ:

พิจารณาแก๊สที่ไหลที่:

• สภาวะจริง: 5 บาร์ (500 kPa) และ 50°C
• อัตราการไหลจริง: 100 Am³/ชม.

เมื่อแก้ไขเป็นเงื่อนไขมาตรฐาน (101.325 kPa และ 15°C):

อัตราการไหลมาตรฐานอาจอยู่ที่ประมาณ 450 Sm³/ชม.

สิ่งนี้แสดงให้เห็นว่าเหตุใดความแตกต่างจึงมีความสำคัญ — อัตราการไหลของก๊าซเดียวกันจะมีค่าที่แตกต่างกันอย่างมาก ขึ้นอยู่กับเงื่อนไขอ้างอิงที่ใช้

การแปลงระหว่างประเภทการไหล:

หากต้องการแปลงระหว่างการไหลจริง การไหลมาตรฐาน และการไหลปกติ คุณจะต้องใช้การแก้ไขกฎของก๊าซ:

สูตรการแปลงพื้นฐาน:

Q₁/Q₂ = (P₁/P₂) × (T₂/T₁) × (Z₂/Z₁)

ที่ไหน:

• Q = อัตราการไหลเชิงปริมาตร
• P = ความดันสัมบูรณ์
• T = อุณหภูมิสัมบูรณ์ (เคลวิน)
• Z = ปัจจัยการบีบอัด

ตัวอย่างการแปลงทีละขั้นตอน:

การแปลง 100 Am³/ชม. ที่ 5 บาร์และ 50°C ให้เป็นสภาวะมาตรฐาน (1.01325 บาร์, 15°C):

1.แปลงอุณหภูมิเป็นเคลวิน:

• oT₁ (จริง) = 50°C + 273.15 = 323.15 K
• oT₂ (มาตรฐาน) = 15°C + 273.15 = 288.15 K

2.ใช้แรงกดดันเป็นค่าสัมบูรณ์:

• oP₁ (จริง) = 5 บาร์
• oP₂ (มาตรฐาน) = 1.01325 บาร์

3.ใช้สูตร (โดยถือว่า Z₁ ≈ Z₂ ≈ 1 สำหรับก๊าซอุดมคติ):

• oQ(มาตรฐาน) = 100 × (5/1.01325) × (288.15/323.15)
• oQ(มาตรฐาน) = 100 × 4.935 × 0.892
• oQ(มาตรฐาน) ≈ 440 Sm³/ชม.

ข้อผิดพลาดทั่วไปในการวัดอัตราการไหลของก๊าซหรืออากาศ

การหลีกเลี่ยงข้อผิดพลาดทั่วไปเหล่านี้สามารถช่วยคุณประหยัดเวลาและเงิน และช่วยให้คุณได้รับการวัดที่แม่นยำ และสามารถตัดสินใจที่ถูกต้องได้

1. ความสับสนระหว่างอัตราการไหลจริงและอัตราการไหลมาตรฐาน

สิ่งที่เกิดขึ้น: คุณสั่งเครื่องวัดอัตราการไหลขนาด 100 Sm³/h แต่ระบบของคุณกลับทำงานที่ 100 Am³/h ที่ความดันสูง

ผลลัพธ์: มาตรวัดอัตราการไหลของก๊าซอาจมีขนาดเล็กเกินไป อาจทำให้เกิดการลดลงของแรงดันมากเกินไป การอ่านค่าไม่เสถียร หรืออาจถึงขั้นเกิดความเสียหายได้ หากอัตราการไหลของก๊าซเกินกว่าที่เซ็นเซอร์วัดอัตราการไหลของก๊าซจะตรวจจับได้

วิธีแก้ไข: โปรดชี้แจงให้ silverinstruments.com ทราบเสมอว่าอัตราการไหลของก๊าซที่ต้องการนั้นเป็นอัตราจริง มาตรฐาน หรือปกติ (หรือเราเรียกว่าการทำงาน) และแจ้งเงื่อนไขการทำงานทั้งหมดให้กับฝ่ายขายของ silverinstruments.com ทราบ

2. การละเลยปัจจัยการบีบอัด

สิ่งที่เกิดขึ้น: คุณใช้กฎของแก๊สอุดมคติง่ายๆ เพื่อวัดแก๊สธรรมชาติแรงดันสูง โดยไม่คำนึงถึงพฤติกรรมที่แท้จริงของแก๊ส

ผลลัพธ์: ข้อผิดพลาดในการวัดอาจสูงถึง 5–15% หรือสูงกว่านั้นได้ เมื่อแรงดันสูงกว่า 50 บาร์ และที่แรงดันสูงขนาดนั้น เซ็นเซอร์วัดอัตราการไหลของก๊าซก็อาจเสียหายได้

วิธีแก้ไข: รวมการแก้ไขค่า Z ไว้เสมอในการใช้งานแรงดันสูงหรือเมื่อใดก็ตามที่ก๊าซมีพฤติกรรมไม่เหมาะสม

3. การมองข้ามปริมาณความชื้น

สิ่งที่เกิดขึ้น: การวัดก๊าซเปียกราวกับว่าเป็นก๊าซแห้งโดยสมบูรณ์ โดยไม่สนใจปริมาณไอน้ำ

ผลลัพธ์: ปริมาณแก๊สเกินจริง สมดุลวัสดุไม่ถูกต้อง ความแม่นยำในการวัดต่ำ หรือมีปัญหาด้านการเรียกเก็บเงิน

วิธีแก้ปัญหา: เมื่อสอบถามเกี่ยวกับเครื่องวัดอัตราการไหลของก๊าซจาก silverinstruments.com ให้ระบุว่าก๊าซเป็นแบบเปียกหรือแห้ง จริงๆ แล้วเทคโนโลยีเครื่องวัดอัตราการไหลของก๊าซส่วนใหญ่มักมีประสิทธิภาพต่ำในการวัดก๊าซเปียก ควรใช้เครื่องแยกความชื้นหรือเครื่องวัดที่ออกแบบมาสำหรับก๊าซเปียกโดยเฉพาะเมื่อจำเป็น

4. การตั้งค่าการชดเชยอุณหภูมิไม่ถูกต้อง

สิ่งที่เกิดขึ้น: การติดตั้งเซ็นเซอร์วัดอุณหภูมิในตำแหน่งที่มีการสัมผัสความร้อนไม่ดีหรือมีอากาศติดอยู่

ผลลัพธ์: การอ่านอุณหภูมิที่ไม่แม่นยำทำให้เกิดข้อผิดพลาดในการชดเชย

วิธีแก้ไข: ปฏิบัติตามแนวทางการติดตั้งของผู้ผลิต และใช้เทอร์โมเวลล์ที่มีขนาดเหมาะสม โดยจุ่มน้ำและใช้สารประกอบความร้อนเพียงพอ

5. การผสมมาตรฐานการวัด

สิ่งที่เกิดขึ้น: การเปรียบเทียบข้อเสนอราคาที่ผู้จำหน่ายรายหนึ่งใช้ Sm³/h (ที่ 15°C) และอีกผู้จำหน่ายหนึ่งใช้ Nm³/h (ที่ 0°C) โดยไม่แปลงระหว่างกัน

ผลลัพธ์: คุณเห็นราคาที่แตกต่างกันเพราะเปรียบเทียบสินค้าผิด ทำให้เลือกอุปกรณ์ผิด

วิธีแก้ไข: ควรแปลงข้อมูลจำเพาะทั้งหมดให้เป็นเงื่อนไขอ้างอิงเดียวกันเสมอ ก่อนการเปรียบเทียบ

การประยุกต์ใช้ในอุตสาหกรรม

อุตสาหกรรมต่างๆ มีความต้องการเฉพาะเจาะจงในการวัดอัตราการไหล ต่อไปนี้คือวิธีที่แอปพลิเคชันต่างๆ จัดการกับความท้าทายเฉพาะตัว:

1. ก๊าซธรรมชาติ: การเรียกเก็บเงินและการโอนกรรมสิทธิ์

การวัดอัตราการไหลของก๊าซธรรมชาติ

ข้อกำหนด: การวัดอัตราการไหลมาตรฐาน (โดยทั่วไปคือ 15°C, 101.325 kPa) สำหรับการเรียกเก็บเงิน

ความท้าทายที่สำคัญ:

• แรงดันสูงที่เปลี่ยนแปลงมาก (20-70 บาร์)
• อุณหภูมิเปลี่ยนแปลงตามฤดูกาล
• ต้องมีความแม่นยำ ±0.5% สำหรับการทำธุรกรรมทางการเงิน

วิธีแก้ปัญหา: กังหันน้ำพร้อมเซ็นเซอร์วัดแรงดันอัตโนมัติและเซ็นเซอร์วัดอุณหภูมิชดเชย หรือคุณสามารถใช้เครื่องวัดอัตราการไหลแบบ Coriolis ซึ่งสามารถวัดอัตราการไหลของมวลก๊าซธรรมชาติ (NG) ได้โดยตรง

2. ระบบอากาศอัด: การจัดการพลังงาน

การวัดอัตราการไหลของอากาศอัด

ข้อกำหนด: การวัดอัตราการไหลของอากาศอัดจริงเพื่อการตรวจจับการรั่วไหลและการติดตามประสิทธิภาพ

ความท้าทายที่สำคัญ:

• รูปแบบความต้องการที่ผันผวนสูง (ผันผวน 50-100%)
• แรงดันลดลงระหว่างการใช้งานสูงสุด
• ต้องมีการตรวจสอบที่คุ้มต้นทุนสำหรับสถานที่ต่างๆ มากมาย

โซลูชัน: เครื่องวัดอัตราการไหลของมวลความร้อนหรือเครื่องวัดอัตราการไหลแบบกระแสน้ำวน (ราคา/ประสิทธิภาพดี)

ประโยชน์ : สามารถลดการสูญเสียพลังงานได้ 20-30% โดยการตรวจจับการรั่วไหลได้ตั้งแต่เนิ่นๆ

3. โรงงานเคมี: การควบคุมกระบวนการและความสมดุลของวัสดุ

ข้อกำหนด: การวัดอัตราการไหลปกติ (0°C, 101.325 kPa) ที่ใช้กันทั่วไปในโรงงานหลายแห่งสำหรับการคำนวณสโตอิชิโอเมตริก

ความท้าทายที่สำคัญ:

• กระแสการป้อนก๊าซหลายกระแสที่ต้องการการควบคุมอัตราส่วนที่แม่นยำ (±2-5%)
• กระแสก๊าซกัดกร่อนหรืออันตราย
• ข้อกำหนดการปิดสมดุลวัสดุ

โซลูชัน: เครื่องวัด Coriolis สำหรับมวล หรือเครื่องวัดอัตราการไหลของมวลความร้อน เครื่องวัดสำรองสำหรับกระบวนการที่สำคัญ

4. การผลิตเซมิคอนดักเตอร์: การควบคุมก๊าซพิเศษ

ตัวควบคุมการไหลของมวลความร้อน (MFC)

ข้อกำหนด: การควบคุมการไหลของมวลที่แม่นยำเป็นพิเศษวัดเป็น SCCM (ลูกบาศก์เซนติเมตรมาตรฐานต่อนาที)

ความท้าทายที่สำคัญ:

• อัตราการไหลต่ำมาก (โดยทั่วไปคือ 0.1-1000 SCCM)
• ข้อกำหนดความบริสุทธิ์สูงพิเศษ (99.9999%+)
• ก๊าซพิเศษราคาแพง (ไซเลน อาร์ซีน ฯลฯ)
• ความต้องการเวลาตอบสนองที่รวดเร็ว (<1 วินาที)

โซลูชัน: ตัวควบคุมการไหลของมวลความร้อน (MFC) ที่มีความแม่นยำในการอ่าน ±1.0% และความสามารถในการทำซ้ำ ±0.2%

5. การตรวจสอบสิ่งแวดล้อม: การปล่อยมลพิษและก๊าซเผาไหม้

ข้อกำหนดหลัก: อัตราการไหลเชิงปริมาตรมาตรฐานสำหรับการรายงานการปฏิบัติตามกฎระเบียบ

ความท้าทายที่สำคัญ:

• องค์ประกอบของก๊าซแปรผันที่ส่งผลต่อการวัด
• อุณหภูมิสูง (สูงถึง 400°C ในการใช้งานแฟลร์)
• ผลิตภัณฑ์จากการเผาไหม้ที่กัดกร่อน
• เงื่อนไขการติดตั้งภายนอกอาคาร

โซลูชัน: เครื่องวัดอัตราการไหลแบบอัลตราโซนิก (ไม่รบกวน) หรือเครื่องวัดมวลความร้อนแบบ DP; ระบบสุ่มตัวอย่างเพื่อตรวจสอบองค์ประกอบของก๊าซ

บทสรุป

เราหวังว่าคู่มือนี้จะช่วยให้คุณเข้าใจถึงความแตกต่างที่สำคัญระหว่างการไหลของก๊าซจริง อัตราการไหลของก๊าซมาตรฐาน และอัตราการไหลของก๊าซปกติ เพื่อให้คุณสามารถ:

✓ ระบุความต้องการการไหลของก๊าซอย่างถูกต้อง
✓ เลือกมาตรวัดอัตราการไหลของก๊าซที่มีขนาดเหมาะสม
✓ หลีกเลี่ยงข้อผิดพลาดในการวัดที่มีค่าใช้จ่ายสูง
✓ รับรองการเรียกเก็บเงินและการควบคุมกระบวนการที่ถูกต้อง
✓ เพิ่มประสิทธิภาพระบบการวัดก๊าซของคุณ

เราควรเข้าใจพื้นฐานเหล่านี้เป็นอย่างดีหากต้องการให้โครงการวัดอัตราการไหลของก๊าซของเราประสบความสำเร็จ ไม่ว่าคุณจะกำลังออกแบบระบบใหม่ แก้ไขปัญหา หรือเพิ่มประสิทธิภาพการทำงาน ความแตกต่างระหว่างอัตราการไหลจริง อัตราการไหลมาตรฐาน และอัตราการไหลปกติ ล้วนส่งผลกระทบต่อทุกส่วนของระบบการวัดของคุณ

ต้องการความช่วยเหลือเกี่ยวกับแอปพลิเคชันเฉพาะของคุณหรือไม่?

วิศวกรที่มีประสบการณ์ของเราที่ Silver Automation Instruments พร้อมที่จะช่วยคุณเลือกโซลูชันที่เหมาะสมกับความต้องการการวัดอัตราการไหลของก๊าซของคุณ

ส่งอีเมลถึงเรา: sales@silverinstruments.com

วอทส์แอพ: +86 18936759191