ガス流量計の作動流量と標準流量の違いは何ですか?

必ずしもそうとは限りません。コンプレッサーの容量は基準条件で表すことができ、メーターは加圧パイプを通過するガスの量を報告します。どちらの測定値も同じガス量を表すことができます。

これが違いです実際のガス流量と標準ガス流量、作業流量および標準流量と呼ばれることもあります。ガス消費量の換算、パイプライン速度の計算、または産業用ガス流量計の選択を行う際には、これを理解することが不可欠です。

変換は、絶対圧力、温度、ガス特性、および使用される基準条件によって異なります。メーターのサイズを決定する場合、エンジニアは単一の公称流量値ではなく、完全な動作範囲も考慮する必要があります。

実際のガス流量と標準ガス流量: 違いは何ですか?

実際の体積流量は、動作圧力と温度でパイプラインを通って移動するガスの体積です。実際の m3/h、Am3/h、または ACFM で表すことができます。

標準体積流量は、指定された基準条件における等価ガス体積を表します。一般的な単位には、Nm3/h、Sm3/h、SCFM などがあります。

ガスが圧縮されると、一般にその密度が増加し、同じ質量が占める体積は小さくなります。その結果、実際の体積流量は、加圧パイプライン内の標準の体積流量よりも大幅に小さくなる可能性があります。

質量流量は両方とも異なります。単位時間当たりに測定セクションを通過する質量を表し、通常 kg/h 単位で表されます。この関係については、FlowT で詳しく説明されています。質量流量と体積流量の比較.

標準ガス基準条件とは何ですか?

すべてのガス測定用途に共通の基準温度はありません。適用される標準または商業協定に応じて、基準温度には 0 度、15 度、20 度、または 60 度が含まれる場合があります。

例えば、ISO13443温度、圧力、湿度などの天然ガスの基準条件を確立します。他の産業用途では、異なる契約基準条件が使用される場合があります。

したがって、「1,000 Nm3/h」のみを記載した仕様は、該当する基準条件が分からない限り不完全となります。圧力は絶対的なものとして識別されなければならず、報告される量が乾燥ガスを指すのか湿ったガスを指すのかを含め、ガスの基準が一貫していなければなりません。

これは、さまざまなサプライヤーの機器を比較する場合に重要です。圧力が変化せず、理想的なガスの挙動が仮定される場合、20 度で表されるガスの量は、0 度の場合よりも約 7.3% 多くの体積を占めます。-。

実際のガス流量から標準ガス流量への換算式

ガス組成が変化しない場合、実際の体積流量と基準体積流量の関係は次のようになります。

Qstd=Qactual × (Pactual / Pstd) × (Tstd / Tactual) × (Zstd / Zactual)

標準流量から実際の体積流量を計算するには:

Qactual=Qstd × (Pstd / Pactual) × (Tactual / Tstd) × (Zactual / Zstd)

• Qstd: 基準条件での体積流量
• Qactual: 動作条件での体積流量
• Pstd と Pactual: 絶対圧力
• Tstd および Tactual: 温度 (ケルビン)
• Zstd および Zactual: ガス圧縮率係数

ゲージ圧を変換して計算する

最もよくある間違いの 1 つは、ゲージ圧力を絶対圧力として扱うことです。

絶対圧=ゲージ圧 + 局所大気圧

7 bar(g) で動作するパイプラインの場合、大気圧を 1.01325 bar と仮定すると、次のようになります。

パクチュアル=7 + 1.01325=8.01325 バー(a)

この例では、代わりに 7 bar(a) を使用すると、他の変数を変更せずに、計算された実際の体積が約 14.5% 過大評価されます。

さらに詳しくは、FlowT の説明を参照してください。PSI、PSIA、PSIG。適切な圧力トランスミッタ補償システムに圧力情報を提供する場合がありますが、その測定タイプと校正範囲を検証する必要があります。

圧縮率が重要な理由

圧縮率 Z は、理想的なガスの挙動からの偏差を考慮します。{0}ガスの組成、圧力、温度によって異なります。

予備的な理想気体の推定値として、エンジニアは Zactual/Zstd を仮定することがあります。= 1. この仮定は、高圧での圧縮空気または天然ガスの検証された特性として扱ってはなりません。

100 m3/h を生成する理想的なガスの計算を考えてみましょう。{0}実際の Zactual/Zstd 比が 0.97 の場合、補正結果は 97 m3/h になります。比率が 1.03 の場合、結果は 103 m3/h になります。

これらの比率は例示的な感度値であり、測定されたガス特性ではありません。これらは、誤った圧縮率の仮定が変換結果に直接影響を与えることを示しています。

天然ガスの場合、ISO15970圧力、温度、密度、圧縮率など、体積変換に使用される特性の測定に対応します。測定精度が必要な場合は、適切なガス特性メソッドと組成情報を使用する必要があります。-

例 1: 800 Nm3/h の圧縮空気を変換

次の想定条件を持つ圧縮空気システムを考えてみましょう。-

• 基準流量: 800 Nm3/h
• 基準温度：0度（273.15K）
• 基準圧力: 1.01325 bar(a)
• 動作圧力: 7 bar(g)
• 動作温度: 35 度 (308.15 K)
• 想定大気圧: 1.01325 bar
• 想定される Zactual/Zstd: 1

まず、動作圧力を 8.01325 bar(a) に変換します。

Qactual=800 × (1.01325 / 8.01325) × (308.15 / 273.15)

実際の量 ≈ 114.1 m3/h

これらの仮定の下では、800 Nm3/h で表される同じガス量が、加圧パイプライン内で 1 時間あたり約 114.1 m3 を占めます。

パイプライン速度の計算

パイプラインの実際の内径が 100 mm であると仮定します。その断面積は約 0.007854 平方メートルです。-

速度=(114.1 / 3600) / 0.007854 ≈ 4.04 m/s

エンジニアが誤って動作流量として 800 m3/h を使用した場合、計算された速度は約 28.3 m/s になります。

この違いは、提案されているメーターのサイズと測定範囲に重大な影響を与える可能性があります。単なるパイプの呼び名ではなく、常に実際の内径を使用してください。

直接質量{0}}関連の測定が好まれるアプリケーション向けに、FlowT は次の機能を提供します。ガス質量流量測定オプション。それらの適合性は、ガスの組成と動作条件に照らしてチェックする必要があります。

例 2: 天然ガスの動作範囲を計算する

天然ガス システムが 1 つの固定圧力、温度、流量で動作することはほとんどありません。メーターの選択では、実際の体積流量の最小値と最大値を考慮する必要があります。

次のような仮定の仕様を想定します。

• 基準流量: 300 ～ 1,000 Sm3/h
• 基準条件: 15 度、1.01325 bar(a)
• 動作圧力: 3 ～ 8 bar(g)
• 動作温度：10～50度
• 想定大気圧: 1.01325 bar
• 予備計算用の Zactual/Zstd=1

この単純化されたモデルでは、基準流量と温度が最高で動作圧力が最低のときに実際の最大体積が発生します。

Qactual,max=1000 × (1.01325 / 4.01325) × (323.15 / 288.15) ≈ 283.1 m3/h

実際の体積が最小になるのは、基準流量が最小、圧力が最大、温度が最小の場合です。

Qactual,min=300 × (1.01325 / 9.01325) × (283.15 / 288.15) ≈ 33.1 m3/h

暫定的な実際の流量エンベロープは約 33 ～ 283 m3/h です。

これらの値は天然ガスの最終設計値ではありません。これらは、独立した動作極値と理想的なガスの挙動を想定しています。-稼働中の施設では、圧力、温度、需要が相関している可能性があるため、圧縮率を評価する必要があります。

実際の内径が 150 mm のパイプの場合、対応する速度範囲は約 0.52 ～ 4.45 m/s です。

この範囲はメーター選択の出発点であり、特定のメーターがその範囲を測定できることを証明するものではありません。

実際の流量を使用してガス流量計のサイズを決定する方法

実際の流量が計算されたら、次のステップは動作範囲を選択したメーターの公開されている性能限界と比較することです。

ステップ 1: 実際の動作条件を確立する

最小、通常、最大のガス流量を、対応する圧力と温度とともに記録します。可能であれば、無関係な極端なデータを組み合わせるのではなく、同時の動作データを使用します。

ガスの組成、水分の状態、圧力範囲、必要な測定目的を特定します。プロセスのモニタリングと規制された保管場所の移送測定には、異なる機器要件がある場合があります。-

ステップ 2: 実際の流量と速度を計算する

関連する各動作点で基準流量を実際の流量に変換します。適切な圧縮率補正と実際のパイプ内径を使用します。

Qactual を内部流れ面積で割って速度を計算します。これは容積測定テクノロジーをスクリーニングするのに役立ちますが、速度だけでは適合性を確立できません。

ステップ 3: メーカーの測定範囲を確認する

最低および最高の動作点を候補メーターの指定された制限と比較します。

のために渦流量計、測定の下限は、機器の設計と、ガス密度やレイノルズ数などの条件によって異なります。通常の流量では正しく機能するメーターでも、最小需要では信頼できる信号を提供できない可能性があります。

のために熱式質量流量計校正済みのガス、質量流量範囲、熱特性、温度制限、設置要件を確認してください。-

計算された最小流量が機器の検証された下限を下回る場合、ピーク流量に対応するためだけに大きなメーターを選択しても問題は解決されません。

ステップ 4: 精度と設置条件を確認する

精度仕様をよくお読みください。読み取り値のパーセンテージとして表される精度は、特に低流量の場合、フルスケールのパーセンテージと同等ではありません。

必要な直管の長さ、流れの乱れ、圧力損失、振動、電気接続、危険区域の要件を確認してください。{0}{1}

のために挿入型熱式質量流量計、設置位置と速度プロファイルが重要です。インラインボルテックス装置の場合、指定された動作レイノルズ数とガス密度を満たさなければなりません。

熱質量と渦: どのメーターがアプリケーションに適合しますか?

熱質量測定は、特に必要な出力が質量流量または同等の基準体積である場合、クリーンな圧縮空気の消費量をモニタリングするのに魅力的です。{0}} FlowT にもリストされていますガス測定用の熱質量計器.

実際の速度とガス密度が検証された範囲内にある場合、Vortex テクノロジーは安定したプロセス ガス条件に適している可能性があります。{0}選択した構成に対して補償機能が利用可能かどうかを確認する必要があります。

超音波技術は、特定のガス用途ではもう 1 つの可能なオプションです。その適合性は、機器の設計、ガスの音響特性、設置、および動作条件によって異なります。 FlowT's超音波ガス流量計の説明さらなる背景を提供します。

変換器が Nm3/h または Sm3/h を表示できるという理由だけで測定技術を選択すべきではありません。

よくあるガス流量変換とサイジングの間違い

• ゲージ圧を絶対圧力として使用する場合:これにより、不正確な圧力比が生成され、その結果、不正確な体積変換が行われます。
• 気体方程式に摂氏を入力すると、次のようになります。温度比にはケルビンを使用する必要があります。
• 参照条件を無視する:基準温度、圧力、湿度が異なる場合、2 つの標準体積測定値を直接比較できない場合があります。-
• Z=1 を評価せずに仮定すると、次のようになります。これにより、特に要求の厳しい実ガス条件下では、体系的な変換エラーが発生する可能性があります。{0}}
• 公称標準流量のみからのサイジング:実際の最小流量と最大流量は、基準量の数値と大きく異なる場合があります。-
• 表示単位と測定原理が混同されている:標準体積を報告するメーターは、質量測定値または補正された実際の体積からその値を導き出すことができます。

ガスの組成も重要です。空気用に校正された熱機器は、異なるガス混合物に対して自動的に正確であると仮定することはできません。同様に、体積測定機器は質量流量を計算するときに適切な密度情報を必要とします。

ガス流量計のサプライヤーにどのような情報を送る必要がありますか?

有用な見積依頼には、サプライヤーが完全な動作範囲を評価するのに十分な情報が含まれている必要があります。

• ガス名、組成、および予想される変動
• 最小、通常、最大流量
• 実流量、標準流量、または質量流量ベース-
• 基準圧力、温度、乾性/湿性ガス基準
• 使用圧力および温度範囲
• パイプラインの内径と接続の詳細
• 使用可能な直管の長さと設置条件-
• 必要な精度、積算、出力信号
• 危険区域または規制要件（該当する場合）-

圧力または温度の補償が必要な場合は、それがトランスミッタの内部で実行されるのか、外部制御システムによって実行されるのかを確認してください。個別の圧力測定を使用する設置の場合、選択された産業用圧力伝送器出力信号だけで選択するのではなく、媒体の互換性と必要な圧力範囲を検討する必要があります。

よくある質問

使用流量と実際の流量は同じですか？

通常、作動流量とは、動作圧力および動作温度における実際の体積流量を指します。ただし、この用語はプロジェクト仕様書で確認する必要があります。

固定係数を使用して Nm3/h を m3/h に変換できますか?

動作条件と基準条件が固定されており、関連するガスの特性がわかっている場合のみ。圧力、温度、または圧縮率を変更すると、変換係数が変化します。

熱式質量流量計には圧力補償が必要ですか?

一般に、実際の体積測定値を質量流量に変換するために使用されるのと同じ体積圧力-温度補正は必要ありません。-ただし、圧力、温度、ガス組成、および校正条件が測定性能に影響を与える可能性があります。

ガス流量計のサイズは、実際の流量または標準流量を使用して決定する必要がありますか?

容積測定テクノロジーの場合、実際の流量と速度が不可欠です。質量-ベースの技術の場合、関連する質量流量範囲と校正された動作条件を確認する必要があります。-最終的な決定はメーカーの仕様に従う必要があります。

低流量ではガスメーターが不正確になるのはなぜですか?

考えられる原因には、検証された最小流量を下回る動作、不適切なガス特性、設置の乱れ、センサーの汚れ、または不適切な補償設定が含まれます。メーターの診断情報と技術文書を使用して原因を調査する必要があります。

最終的な考え

実際のガス流量と標準ガス流量は、異なる体積条件下での同じガス量を表します。変換には、明確に定義された基準条件、絶対圧力、温度、および適切なガス特性補正が必要です。-。

機器を選択する場合、より重要な問題は、計算された動作流量範囲がメーターの検証された測定限界内に収まるかどうかです。正しい変換は最初のステップにすぎません。

FlowT は、さまざまなテクノロジーに基づいたガス測定ソリューションを提供します。圧縮空気、窒素、またはその他の工業用ガス用のメーターを指定する場合は、提案された構成を検討できるように、動作条件、ガス組成、流量範囲、および必要な出力単位を提供してください。

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