ในโลกของการแปรรูปอุตสาหกรรมและการจัดการพลังงาน
การวัดอัตราการไหลของก๊าซที่แม่นยำ ถือเป็นสิ่งสำคัญยิ่ง เมื่อระบุหรือใช้งานเครื่องวัดอัตราการไหลของก๊าซ คุณจะพบกับหน่วยวัดอัตราการไหลของปริมาตรสามหน่วยที่ใช้กันทั่วไป ได้แก่ m³/h, Nm³/h และ Sm³/h แม้ว่าหน่วยเหล่านี้อาจดูคล้ายกัน แต่โดยพื้นฐานแล้วมีแนวคิดที่แตกต่างกัน ความสับสนอาจนำไปสู่ข้อผิดพลาดที่สำคัญในการควบคุมกระบวนการ การบัญชีต้นทุน และการปฏิบัติตามข้อกำหนดด้านความปลอดภัย
แล้วความแตกต่างคืออะไร และทำไมมันถึงสำคัญมาก?
คู่มือนี้จะอธิบายหน่วยต่างๆ เหล่านี้ให้เข้าใจง่ายที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้ โดยใช้การเปรียบเทียบที่ชัดเจนเพื่อให้เข้าใจง่าย เมื่ออ่านจบ คุณจะเข้าใจอย่างถ่องแท้ว่าแต่ละหน่วยหมายถึงอะไร และควรใช้งานเมื่อใด จึงมั่นใจได้ว่าคุณสามารถเลือกและใช้งานเครื่องมือวัดอัตราการไหลก๊าซของคุณได้อย่างมั่นใจ
ปัญหาพื้นฐาน: เหตุใดปริมาณก๊าซจึงเป็น “เป้าหมายเคลื่อนที่”
ก่อนที่เราจะนิยามหน่วยต่างๆ เราต้องเข้าใจหลักฟิสิกส์พื้นฐานเสียก่อน นั่นคือ
ปริมาตรของก๊าซไม่ใช่สมบัติคงที่ แต่ จะเปลี่ยนแปลงอย่างมากตามการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิและความดัน
ลองนึกภาพว่าคุณมีลูกโป่งปาร์ตี้ธรรมดาๆ หนึ่งลูก
- หากคุณนำลูกโป่งจากห้องอุ่นๆ ออกมาข้างนอกที่เย็น ลูกโป่งจะหดตัว
- หากคุณนำลูกโป่งเย็นนั้นกลับเข้าไปในห้องที่อุ่นขึ้น มันจะขยายตัว
- หากคุณบีบลูกโป่ง (เพิ่มแรงดัน) ปริมาตรของมันจะลดลง
ปริมาณอากาศ หรือจำนวนโมเลกุลของอากาศ (เช่น มวล) ภายในลูกโป่งไม่เคยเปลี่ยนแปลง อย่างไรก็ตาม ปริมาตรของลูกโป่งเป็นเป้าหมายที่เคลื่อนที่ตลอดเวลา ขึ้นอยู่กับสภาพแวดล้อม
ก๊าซที่ไหลผ่านท่ออุตสาหกรรมมีพฤติกรรมคล้ายกันทุกประการ มักมีความร้อนและอยู่ภายใต้ความดัน การระบุปริมาตรโดยไม่อ้างอิงอุณหภูมิและความดันถือเป็นข้อมูลที่ไม่สมบูรณ์และมักทำให้เข้าใจผิด นี่คือปัญหาที่หน่วยมาตรฐานถูกสร้างขึ้นมาเพื่อแก้ไข
คำจำกัดความที่ชัดเจนของแต่ละหน่วย
ลองใช้การเปรียบเทียบกับลูกโป่งเพื่อทำความเข้าใจหน่วยการไหลของก๊าซสามหน่วยทั่วไป
m³/h (ลูกบาศก์เมตรจริงต่อชั่วโมง) – “สิ่งที่คุณเห็น”
- คำจำกัดความ: m³/h มักเขียนเป็น Am³/h (โดยที่ "A" ย่อมาจาก "Actual") หมายถึง ปริมาตรจริงของก๊าซ ที่ไหลผ่านมิเตอร์ ณ สภาวะการทำงานของกระบวนการที่มีกระแสไฟฟ้า เป็นการวัดปริมาตรก๊าซภายในท่อโดยตรง ณ ขณะนั้น ภายใต้อุณหภูมิและความดันใช้งานเฉพาะนั้น
- การ เปรียบเทียบ : m³/h เปรียบเสมือนการวัดขนาดของลูกโป่ง ณ ขณะนี้ ภายในโรงงานที่มีอุณหภูมิสูงและมีแรงดัน ซึ่งเป็นสถานที่ใช้งานลูกโป่ง มันคือปริมาตรทางกายภาพจริงที่ลูกโป่งครอบครองอยู่ ณ ขณะนั้น
- ความสำคัญและข้อจำกัด: นี่คือการวัดแบบ "สิ่งที่คุณเห็นคือสิ่งที่คุณได้" แม้ว่าจะอธิบายปริมาตรในท่อได้อย่างแม่นยำ แต่ก็ไม่มีประโยชน์สำหรับการเปรียบเทียบปริมาณก๊าซ ตัวอย่างเช่น อากาศอัด 100 ลูกบาศก์เมตรต่อชั่วโมง ที่ความดัน 7 บาร์ มีโมเลกุลอากาศ (มวล) มากกว่าอากาศ 100 ลูกบาศก์เมตรต่อชั่วโมง ที่ความดันบรรยากาศถึงแปดเท่า ดังนั้น การใช้หน่วย m³/ชั่วโมง สำหรับการเรียกเก็บเงินหรือการคำนวณประสิทธิภาพจึงไม่น่าเชื่อถือหากไม่ได้ระบุอุณหภูมิและความดันขณะใช้งานไว้ด้วย
Nm³/h (ลูกบาศก์เมตรปกติต่อชั่วโมง) – “มาตรฐานยุโรป”
เครื่องวัดอัตราการไหล Nm3/h
- นิยาม: Nm³/h ย่อมาจาก Normal Cubic Meter per Hour (ลูกบาศก์เมตรปกติต่อชั่วโมง) นี่ไม่ใช่การวัดปริมาตรจริงในท่อ แต่เป็นการวัดปริมาณ (มวล) ของก๊าซที่ได้มาตรฐาน หน่วยนี้ตอบคำถามที่ว่า "ถ้าฉันนำก๊าซที่ไหลผ่านท่อไปปรับให้อยู่ในสภาวะ 'ปกติ' ที่เป็นที่ยอมรับกันโดยทั่วไป ก๊าซนั้นจะมีปริมาตรเท่าใด"
- “ สภาวะปกติ ” เหล่านี้ถูกกำหนดโดยมาตรฐานสากล เช่น DIN 1343 และ ISO 2533 ดังนี้:
oอุณหภูมิ: 20°C
ความดัน: 1.01325 บาร์สัมบูรณ์ (1 บรรยากาศ) - การเปรียบเทียบลูกโป่ง: นิวตันเมตรต่อชั่วโมงเปรียบเสมือนการนำลูกโป่งร้อนที่มีแรงดันจากโรงงานไปวางไว้ในห้องอ้างอิงพิเศษที่อุณหภูมิ 20°C และความดันมาตรฐานที่ระดับน้ำทะเล จากนั้นจึงวัดขนาดของลูกโป่ง ไม่ว่าลูกโป่งจะมีขนาดเท่าใดในโรงงาน หากลูกโป่งมีปริมาณโมเลกุลอากาศเท่ากัน ขนาดของลูกโป่งในห้องมาตรฐานที่เย็นและเย็นนี้ก็จะเท่าเดิมเสมอ
- ความสำคัญและค่า: นิวตันเมตร³/ชม. เป็นหน่วยวัดมวลของก๊าซ แสดงเป็นปริมาตร เนื่องจากใช้เส้นฐานสากลคงที่ จึงทำให้สามารถเปรียบเทียบได้อย่างยุติธรรมและแม่นยำ เป็นหน่วยมาตรฐานสำหรับการวัดก๊าซทางวิทยาศาสตร์และอุตสาหกรรมส่วนใหญ่ในยุโรปและส่วนอื่นๆ ของโลก
Sm³/h (ลูกบาศก์เมตรมาตรฐานต่อชั่วโมง) – “มาตรฐานอเมริกันและอุตสาหกรรม”
- นิยาม : Sm³/h ย่อมาจาก Standard Cubic Meter per Hour (ลูกบาศก์เมตรมาตรฐานต่อชั่วโมง) ในทางทฤษฎีแล้ว Sm³/h มีค่าเท่ากับ Nm³/h ทุกประการ ซึ่งเป็นหน่วยวัดมาตรฐานของปริมาณ (มวล) ของก๊าซ
- ความแตกต่างเพียงอย่างเดียว: เงื่อนไขอ้างอิงที่ใช้สำหรับคำว่า "มาตรฐาน" นั้นแตกต่างจากคำว่า "ปกติ" น่าเสียดายที่ไม่มีคำจำกัดความสากลที่ชัดเจนสำหรับคำว่า "เงื่อนไขมาตรฐาน" แต่หนึ่งในเงื่อนไขที่พบบ่อยที่สุด โดยเฉพาะในสหรัฐอเมริกาและอุตสาหกรรมน้ำมันและก๊าซ คือ:
oอุณหภูมิ: 15.6°C (60°F) หรือบางครั้ง 15°C
ความดัน: 1.01325 บาร์สัมบูรณ์ (1 บรรยากาศ) - การเปรียบเทียบลูกโป่ง: Sm³/h เปรียบเสมือนการนำลูกโป่งของคุณไปยังห้องมาตรฐานอีกห้องหนึ่ง ซึ่งตั้งอุณหภูมิห้องไว้ที่อุณหภูมิห้องทั่วไป เช่น 15.6°C เนื่องจากห้องนี้อุ่นกว่าห้อง "ปกติ" ที่อุณหภูมิ 0°C ลูกโป่งเดียวกัน (ที่มีมวลอากาศเท่ากัน) จึงขยายตัวเล็กน้อย ดังนั้น ปริมาณแก๊สที่วัดได้ 100 Sm³/h จะมีมวลเท่ากับแก๊สเดียวกันที่วัดได้ประมาณ 94.5 Nm³/h
- ความสำคัญและคุณค่า: เช่นเดียวกับ Nm³/h หน่วย Sm³/h เป็นหน่วยที่เชื่อถือได้สำหรับการเรียกเก็บเงิน การควบคุมกระบวนการ และการคำนวณประสิทธิภาพ สิ่งสำคัญคือต้องรู้เสมอว่าอุณหภูมิและความดันที่ใช้เป็นฐานใดเมื่อเห็นคำว่า "มาตรฐาน"
เครื่องวัดอัตราการไหลจัดการกับหน่วยเหล่านี้อย่างไร
การทำความเข้าใจหน่วยเหล่านี้ถือเป็นกุญแจสำคัญในการเลือกเทคโนโลยีมาตรวัดอัตราการไหลที่เหมาะสม
เครื่องวัดอัตราการไหลของกังหันก๊าซพร้อมเซ็นเซอร์อุณหภูมิและแรงดันในตัวและคอมพิวเตอร์อัตราการไหลเพื่อคำนวณ Nm3/h
- มิเตอร์วัดปริมาตร (เช่น วอร์เท็กซ์, เทอร์ไบน์, วงรีเกียร์, โรตามิเตอร์): เครื่องมือเหล่านี้วัดความเร็วหรือปริมาตรจริงของก๊าซที่ไหลผ่าน ซึ่งก็คือค่า m³/h เพื่อให้ได้ค่าที่อ่านได้มาตรฐานและมีประโยชน์ (Nm³/h หรือ Sm³/h) จะต้องจับคู่กับเครื่องส่งสัญญาณความดันและอุณหภูมิแยกต่างหากและคอมพิวเตอร์วัดการไหล คอมพิวเตอร์วัดการไหลจะรับข้อมูลสดจากเครื่องมือทั้งสามเครื่องและทำการคำนวณอย่างต่อเนื่องเพื่อแปลงปริมาตรจริงเป็นปริมาตรมาตรฐาน มิเตอร์วัดอัตราการไหลแบบกังหันก๊าซและแบบวอร์เท็กซ์จาก silverinstruments.com มีเซ็นเซอร์อุณหภูมิและความดันในตัว พร้อมด้วยซอฟต์แวร์ในตัวสำหรับการคำนวณอัตราการไหลมาตรฐานแบบเรียลไทม์ มิเตอร์ตัวเดียวมีพารามิเตอร์หลายตัว ได้แก่ อัตราการไหลทำงาน อัตราการไหลมาตรฐาน อุณหภูมิ และความดัน
เครื่องวัดอัตราการไหลแบบกระแสน้ำวนพร้อมการวัดอัตราการไหลของมวลไอน้ำ
- เครื่องวัดอัตราการไหลของมวล (เช่น มวลความร้อน, Coriolis): เครื่องมือเหล่านี้เป็นทางออกโดยตรงสำหรับปัญหานี้ โดยสามารถวัดอัตราการไหลของมวลของก๊าซ (เช่น หน่วยเป็นกิโลกรัมต่อชั่วโมง) ได้โดยตรง เนื่องจาก Nm³/ชม. และ Sm³/ชม. ก็เป็นหน่วยที่ใช้แทนมวลเช่นกัน เครื่องวัดเหล่านี้จึงสามารถใช้ไมโครโปรเซสเซอร์ในตัวเพื่อแปลงค่ามวลที่อ่านได้เป็นหน่วยปริมาตรมาตรฐานที่ต้องการ (Nm³/ชม. หรือ Sm³/ชม.) ได้อย่างแม่นยำและทันที โดยไม่ต้องมีการชดเชยจากภายนอก โดยทั่วไปแล้ว เครื่องวัดอัตราการไหลของกระแสน้ำวน (Vortex Flow Meter) มักมีความสามารถในการวัดอัตราการไหลของมวลไอน้ำโดยการวัดอุณหภูมิและความดันด้วยเครื่องคิดเลขในตัว
ตารางเปรียบเทียบด่วน
|
Unit
|
Full Name
|
Reference Conditions
|
What it Measures
|
|
m³/h
|
Actual Cubic Meter per Hour
|
The live process temperature & pressure
|
The "hot/pressurized" volume in the pipe
|
|
Nm³/h
|
Normal Cubic Meter per Hour
|
0°C & 1 atm
|
Standardized quantity/mass (European std.)
|
|
Sm³/h
|
Standard Cubic Meter per Hour
|
15.6°C (60°F) & 1 atm (Common US std.)
|
Standardized quantity/mass (American std.)
|
การเข้าใจความแตกต่างระหว่างหน่วยการไหลของก๊าซจริงและหน่วยการไหลมาตรฐานถือเป็นพื้นฐานสำคัญสำหรับวิศวกรหรือช่างเทคนิคทุกคน กล่าวโดยสรุปคือ:
- m³/h บอกคุณว่าปริมาตรแก๊สภายในท่อของคุณในขณะนี้เป็นอย่างไร
- Nm³/h และ Sm³/h บอกคุณว่าคุณมีน้ำมันอยู่เท่าใด โดยให้ข้อมูลพื้นฐานที่มั่นคงสำหรับการเปรียบเทียบและการคำนวณ
สำหรับการใช้งานใดๆ ที่เกี่ยวข้องกับการเรียกเก็บเงิน การควบคุมการเผาไหม้ หรือการรายงานประสิทธิภาพ ควรใช้หน่วยมาตรฐานเสมอ การทำความเข้าใจแนวคิดเหล่านี้จะช่วยให้คุณเลือกมาตรวัดอัตราการไหลของก๊าซที่เหมาะสมได้ดีขึ้น และมั่นใจได้ว่าการวัดของคุณมีความแม่นยำ เปรียบเทียบได้ และมีความหมายเสมอ
วิธีการแปลง m³/h เป็น Nm³/h หรือ Sm³/h
ก๊าซสามารถบีบอัดได้ ดังนั้นปริมาตรของก๊าซจึงขึ้นอยู่กับอุณหภูมิและความดันอย่างมาก ซึ่งหมายความว่าปริมาณก๊าซที่เท่ากันอาจมีค่าอัตราการไหลเชิงปริมาตรที่แตกต่างกันมาก หากวัดในสภาวะที่แตกต่างกัน ด้วยเหตุนี้ วิศวกรจึงมักแยกความแตกต่างระหว่างลูกบาศก์เมตรต่อชั่วโมงจริง (m³/h) กับลูกบาศก์เมตรต่อชั่วโมงปกติหรือลูกบาศก์เมตรมาตรฐาน (Nm³/h หรือ Sm³/h)
สูตรการแปลง
สูตรทั่วไปในการแปลงอัตราการไหลของก๊าซจริงให้เป็นสภาวะมาตรฐานนั้นอิงตามกฎของก๊าซอุดมคติ:
ที่ไหน:
- QN = อัตราการไหลที่สภาวะมาตรฐานหรือสภาวะปกติ (Nm³/h หรือ Sm³/h)
- QA = อัตราการไหลจริงภายใต้สภาวะการทำงาน (ม³/ชม.)
- PA = ความดันสัมบูรณ์ภายใต้สภาวะการทำงาน (บาร์ หรือ kPa)
- PN = ความดันสัมบูรณ์ที่สภาวะมาตรฐาน (เช่น 1.01325 บาร์)
- TA = อุณหภูมิสัมบูรณ์ภายใต้สภาวะการทำงาน (เคลวิน)
- TN = อุณหภูมิสัมบูรณ์ภายใต้สภาวะมาตรฐาน (เช่น 273.15 K สำหรับ 0 °C)
ตัวอย่างเช่น หากก๊าซไหลที่ 50 m³/h ที่ 3 บาร์(g) และ 40 °C ก่อนอื่นคุณต้องแปลง 3 บาร์(g) ให้เป็นความดันสัมบูรณ์ (4 บาร์ abs) จากนั้นจึงใช้สูตรเพื่อคำนวณ Nm³/h
การประมาณแบบง่าย
ในกรณีอุตสาหกรรมประจำวันจำนวนมากที่ความแม่นยำไม่ใช่สิ่งสำคัญ ช่างเทคนิคมักใช้วิธีลัดคร่าวๆ ดังนี้:
วิธีนี้ไม่ได้คำนึงถึงอุณหภูมิ แต่ให้ค่าประมาณที่รวดเร็ว ตัวอย่างเช่น 10 ลูกบาศก์เมตรต่อชั่วโมงที่วัดที่แรงดัน 5 บาร์ (g) สามารถประมาณค่าได้คร่าวๆ ว่า 50 นิวตันเมตรต่อชั่วโมง
ตารางแปลงข้อมูลอ้างอิงด่วน
|
Actual Flow m³/h
|
Pressure (bar)
|
Approximate Nm³/h (m³/h × Pressure)
|
|
5
|
1
|
5
|
|
10
|
2
|
20
|
|
15
|
3
|
45
|
|
20
|
4
|
80
|
|
25
|
5
|
125
|
ตารางนี้เป็นแนวทางที่เรียบง่ายและใช้งานได้จริงสำหรับการคำนวณอย่างรวดเร็ว เหมาะสำหรับการตรวจสอบคร่าวๆ แต่ไม่เหมาะสำหรับการเรียกเก็บเงินหรือการโอนการดูแล
เครื่องมือแปลงออนไลน์
เพื่อผลลัพธ์ที่แม่นยำยิ่งขึ้น วิศวกรมักใช้เครื่องคำนวณออนไลน์ ซึ่งสามารถป้อนค่าความดัน อุณหภูมิ และอัตราการไหล เพื่อให้ได้ค่า Nm³/ชม. หรือ Sm³/ชม. ได้ทันที หนึ่งในตัวเลือกที่แนะนำคือ: https://airpack.nl/tools/capacity/nm3-hr-actual-m3-hr-conversion/
เครื่องมือนี้ใช้กันอย่างแพร่หลายสำหรับการแปลงข้อมูลอย่างรวดเร็วและแม่นยำในการใช้งานในอุตสาหกรรม
โดยสรุป วิธีกฎแก๊สอุดมคติช่วยให้มั่นใจได้ว่าการแปลงค่ามีความแม่นยำพร้อมการแก้ไขทั้งความดันและอุณหภูมิ ในขณะที่วิธีการคูณแบบง่าย (m³/h × bar) จะให้ค่าประมาณที่รวดเร็ว สำหรับวัตถุประสงค์ทางวิศวกรรม ควรใช้สูตรหรือเครื่องคำนวณออนไลน์ที่เชื่อถือได้เสมอเพื่อความแม่นยำ
เครื่องวัดอัตราการไหลของกังหันก๊าซพร้อมการชดเชยอุณหภูมิและการกด2018/08/27เครื่องวัดอัตราการไหลของกังหันก๊าซซีรีส์ SGW-D สามารถใช้วัดอากาศหรือก๊าซที่สะอาด เช่น ก๊าซธรรมชาติ ก๊าซไนโตรเจน ฯลฯ จุดเด่นของซีรีส์ SGW คือสามารถวัดค่าอุณหภูมิและความดันได้ในตัว...ดู
เครื่องวัดอัตราการไหลแบบ Vortex มีหน้าแปลนพร้อมระบบชดเชย2019/07/02เครื่องวัดอัตราการไหลแบบมีหน้าแปลนซีรีส์ STLU-BPT พร้อมเซ็นเซอร์วัดอุณหภูมิแบบบูรณาการและการชดเชยเซ็นเซอร์แรงดัน เป็นตัวเลือกที่สมบูรณ์แบบสำหรับการวัดอัตราการไหลก๊าซหรือไอน้ำ (ไอน้ำอิ่มตัวและไอน้ำร้อนเกินไป)ดู
เครื่องวัดอัตราการไหลของมวลความร้อน2017/05/27เครื่องวัดอัตราการไหลของก๊าซราคาประหยัด
เครื่องวัดอัตราการไหลของก๊าซ มล./นาที2023/07/14เราจัดหาเครื่องวัดอัตราการไหลของก๊าซอัตราการไหลต่ำพิเศษที่สามารถตรวจจับอากาศ ไฮโดรเจน ก๊าซผสม ก๊าซชีวภาพ CO2 N2 ก๊าซออกซิเจนด้วยอัตราการไหลที่ต่ำมากแม้จะอยู่ที่ประมาณ 2 มล./นาทีดู
เครื่องวัดอัตราการไหลของมวลก๊าซ2020/01/31หลักการโคริโอลิส
การไหลของอากาศ rotameter2020/04/04rotameter การไหลของอากาศนี้เรียกว่าเป็นมิเตอร์วัดการไหลของอากาศในพื้นที่ซึ่งเป็นเครื่องมือเชิงพาณิชย์ที่ทำหน้าที่เป็นอุปกรณ์วัดการไหลของอากาศ มันเป็นอุปกรณ์ที่แม่นยำและแม่นยำที่ระบุ inhazardou ...ดู
