← Tilbage til Flow Measurement & Control kategori

Masse eller volumen - hvad de betyder, og hvordan du vælger

masse og volumen flowmåling

Forskellen mellem masse og volumen Flow Measurement

Forvirring opstår ofte over forskellen mellem masse og volumen flowmåling og når en bestemt måling bør anvendes. Selvom begge teknologier vil levere næsten identiske resultater under visse betingelser, afvigelser, der kan opstå, når en proces er omfattet af tryk og temperatur ændringer gør det vigtigt at træffe det rigtige valg fra starten. Mark Allinson, Proces Flow Specialist for ABB britiske instrumentering virksomhed, forklarer forskellene mellem masse og volumen flowmåling og fremhæver de bedste applikationer til hver.

Forståelse af, hvordan du korrekt vælger den rigtige strømningsvariabel kan føre til betydelige forbedringer i procesydelse og omkostningseffektivitet.

Blot kan masse defineres som den mængde stof, som noget indeholder. Som sådan er det direkte relateret til vægt og måles i enheder såsom gram, kilogram eller tons. Mængden af ​​noget, på den anden side, er den mængde plads, tager det op, og er normalt udtrykt i enheder såsom kubikmeter, kubikdecimeter, kubikcentimeter eller liter.

Når måling af strømmen af ​​en væske, gas eller damp angår, er forholdet altid styret af ligningen D = M / V, hvor D er tæthed, M er massen og V repræsenterer volumen.

Du kan måle gennemstrømning ved hjælp af de to grundlæggende enheder af masse og volumen, dette udtrykkes som enten massestrømmen qm (fx g / sek eller kg / time) eller mængde gennemstrømning, qv (fx l / sek eller m3 / t) .

Karakteren af ​​forholdet mellem tæthed, masse og volumen er sådan, at en ændring i en vil have en indvirkning på en anden. Eksempler på dette er indblandede gasser i produkter såsom flødeskum eller kulsyreholdige drikkevarer og blandinger af uens tæthed væsker, såsom olie og vand.

Som et eksempel, vil tillade væsker med forskellige tætheder at flyde gennem en volumetrisk flowmåler med samme hastighed have nogen indflydelse på flowet, da resultatet vil blive udtrykt i, hvor meget plads væsken besat.

Men gentagelse af dette med en massestrømmåler vil resultere i forskelle mellem de to strømme, da forskellen i tætheder vil have indflydelse på massemåling. For eksempel vil en højdensitetsvæske give en høj massestrømningshastighed sammenlignet med en væske med lav densitet, der strømmer ved samme volumetriske strømningshastighed. Som en illustration kan en liter per sekund vegetabilsk olie give en massestrømningshastighed på 950 gram pr. Sekund, mens en 20% natriumchlorid i vandopløsning ville give en massestrømningshastighed på omkring 1.1 kg pr. Sekund.

Et godt eksempel er en yoghurt påfyldning ansøgning. En yoghurt pot, når den er fuld, skal indeholde en bestemt mængde yoghurt, som altid vil være den samme, idet der antages et repetable produkt tæthed. Tætheden af ​​yoghurt, vil imidlertid variere i overensstemmelse med mængden af ​​frugt i det og den specifikke opskrift yoghurt selv. I dette tilfælde, er du nødt til at vide, ikke hvor meget yoghurt er i puljen, men om yoghurt mix indeholder tilstrækkelige frugt og den korrekte mængde af andre ingredienser. For dette, skal du kende massen af ​​yoghurt, som vil fortælle dig, om yoghurt mix er den korrekte vægt til volumen, da yoghurt er normalt fast efter vægt.

Situationen bliver lidt mere kompliceret i applikationer måler gas eller damp, som gasser og damp kan komprimeres, hvilket resulterer i et skift i densitet. Har adgang til ordentlig information om damp og varmt vand strømmer omkring et websted er et uhyre effektivt værktøj til overvågning og styring af energiforbruget. Strategisk placeret få meter fra forreste linje i energi management systemer. I disse situationer vil målingen af ​​dampstrømmen blive påvirket af variationer i temperatur og / eller tryk. Som du komprimere en gas, ændrer målingen lydstyrken, men dens masse er stadig den samme, forudsat der ikke er lækager eller tab i systemet. Blanding gasser, vil også have en effekt på tæthed.

Nøjagtig måling er nøglen til energistyring. Men det er ikke dampens volumen, der er det kritiske mål for mængden af ​​energi, der bevæger sig rundt i systemet. Hvad du virkelig skal vide, er massen. Traditionelle differenstrykmålere, såsom åbningsplader, kræver supplerende målinger, herunder linjetrykssendere, temperatursensorer og en flowcomputer til fremstilling af masselæsninger til damp, som alle medfører en høj vedligeholdelse af hovedpine og ekstra omkostninger.

Vortex og swirl målere giver et bedre alternativ, med næsten nul vedligeholdelseskrav og større nøjagtighed - særligt i applikationer, hvor flowet varierer over et betydeligt område. Snarere end en nøjagtighed på to procent af den øverste flow serien, som er den bedste traditionelle blændepladen kan give, tilbyde vortex og hvirvel meter en nøjagtighed klasse så godt som + /-0.5% af aflæsningen over hele flowet rækkevidde. Endvidere turndown er op til ti gange større end den af ​​en traditionel hul. Den moderne generation af integrerede dyse målere, såsom ABB OriMaster, range Imidlertid har betydelige fordele frem for traditionelle vortex installationer, der tilbyder masse flowmåling af damp med integrerede multi-variable sendere, og øget nøjagtighed på grund af præcise centrering arrangementer.

Volumetrisk eller masse flow?

Som med de fleste spørgsmål vedrørende udvælgelse af flowmåling teknologi, der er ingen hårde og hurtige regler fremmer konkret udvælgelse af volumetrisk teknologi i løbet masse teknologi, eller vice versa. I stedet er der en række forskellige faktorer, der skal overvejes.

Først og fremmest blandt disse er at beslutte, hvad du rent faktisk har brug for. Hvad er dit produkt, en proces eller forretning baseret på - volumen eller masse måling? Hvis du køber eller sælger efter volumen, så volumetriske flowmetre kan levere den bedste løsning. Omvendt, hvis du bruger vægt som din endelige måling, eller at udlede værdien af ​​et produkt, såsom brændstof, så massestrøm vil give den mest nøjagtige måling til dine krav.

Andre aspekter at overveje omfatter udgifter til de flowmålere på tilbud og niveauet af nøjagtighed, der kræves.

Selv kan måles både væsker og gasser skal bruge både volumetrisk og masse flowmåling er massegennemstrømningsmålere stigende grad at finde ind til høj nøjagtighed applikationer i særdeleshed, da målingen forbliver upåvirket af virkningerne af temperatur eller tryk.

Der findes tre hovedtyper af masse-flowmåling teknologi. Coriolis massegennemstrømningsmålere bruge momentum af væsken til direkte at bestemme massestrøm.

Selv forholdsvis dyrere end andre massestrømsgrænser metoder Coriolis flowmålere er meget præcis, og har en meget bred turndown. De tilbyder også langsigtede fordele i form af øget proces effektivitet, besparelser i produktionen og reduceret omkostningerne ownership.The høj nøjagtighed Coriolis massegennemstrømningsmålere betyder, at de er ideelle til flydende massestrøm måling applikationer, især dem med forbehold af variationer i produkt tæthed, eller hvor et produkt er prissat efter vægt. Derudover Coriolis målere giver også måling direkte tæthed, som kan være uvurderlig for kvalitetssikring af produktet formål.

Termiske massegennemstrømningsmålere virker ved at måle mængden af ​​varmeoverførsel en gas bærer producerer, når den strømmer forbi et varmeelement. En referenceføler kontrollerer temperaturen af ​​den omgivende gas, mens en målesonde registrerer varmeoverførslen fra varmelegemet. Den mængde energi, der kræves for at holde målesystemet i ligevægt afhænger direkte af massen af ​​den passerende gas eller gasblanding.

Dette er en direkte måling af massestrømmen så det er mere enkel og dermed lettere (og ofte billigere) at implementere end metoder, der stammer massestrømmen af ​​gasser indirekte. For eksempel ville en volumetrisk flowmeter på gas pligt også nødt til at kende temperaturen og trykket af en gas for at beregne dens masse flow, hvilket betyder køb, installation og vedligeholdelse af ekstra instrumentering.

Desuden termiske massegennemstrømningsmålere tage målinger ved hjælp af to små sonder på enden af ​​en indsats. Dette medfører kun en mindre forhindring i det omgivende flow, således at korrekt størrelse termisk masse flowmålere tilbyder en ekstremt lille tryktab, typisk mellem en og to millibar. Vortex målere for eksempel kan frembringe et trykfald på et sted mellem lave ti til nogle få hundrede af millibar for et tilsvarende målesystem, medens tryktabet over en tilsvarende mundingsplade kan være endnu højere.

Den tredje type af massestrøm teknologi er multivariable DP flowmåler. Disse enheder måle temperaturen og trykket af gassen eller væsken samt strømning. Denne information anvendes derefter til at vurdere densitet samt volumenstrømmen, hvorfra en masse værdi kan udledes. I modsætning til coriolis og termisk masse flowmålere, der er i direkte kontakt med gas eller væske, der multivariable flowmålere som en indirekte målemetode, som massen informationsstrømmen er udledt ved hjælp af temperatur og tryk værdier.

Udtryk dig
Det er ikke usædvanligt for ingeniører at udtrykke massestrømsgrænser målinger i volumetriske enheder. Men for at være i stand til at sammenligne volumetriske-baserede flowhastighed for gasser, bliver det nødvendigt at faktor i standard eller normaliserede betingelser for temperatur og tryk. I praksis "normaliserede 'volumen enheder og" standard "volumen enheder er de samme, med kun reference temperaturer og tryk, der indstilles i forskellige mængder. Normaliseret enheder er refereres til 1013 mbar en, og 0 grader standardiserede enheder er refereres til 14.7 psi a og 70 grader F.

For at tillade nøjagtig sammenligning af flowhastighed, der skal foretages, er det vigtigt at fastslå, om den gas pågældende målinger bliver udtrykt i normaliserede enheder standardiserede enheder som standard kubikfod (SCF) eller som faktiske enheder, disse er den aktuelle temperatur og trykforhold, der eksisterer i anlægget.

Betydningen af ​​dette fremgår af den følgende sammenligning mellem normaliseret volumen og faktiske mængde:

AKTUEL NORMALISERET
0.1m3 ved 0 ° C og 10.13 bar a = 1m3 ved 0 ° C og 1.013 bar a

Hvis begge disse mængder blev kørt gennem et system, det faktiske volumen flow 0.1m3 per sekund er lig 1Nm3 per sekund. Selv volumenstrømmen i begge tilfælde er anderledes, massestrømningsraten er identiske.

Et centralt punkt at huske, når du bruger faktiske volumetriske målinger er, at nøjagtig måling af forskellige flow kun vil være mulig, hvor disse strømme er underlagt de samme temperatur-og trykforhold.

Resumé
Kort sagt så vælge, om du har brug for at måle volumen eller masse flow afhænger af, hvad du forsøger at måle og hvorfor. For en ansøgning fylde en tank, for eksempel, hvor Tanken rummer en specifik mængde, volumetrisk flowmåling kan give den mest ligefremme svar.

Hvor du ønsker at måle mængden af ​​noget refereres til vægt, så massestrøm vil give den bedste løsning.

Den indbyrdes forbundne forhold mellem volumen, masse og måling tæthed, kombineret med den mere avancerede af masse flowmåling instrumenter end volumetriske anordninger, navnlig til måling af gasstrømmen, har set brugere i stigende grad massegennemstrømningsmålere, især i energi ORVALTNING og 'massebalance applikationer.

For flydende masse flowmålinger bør Coriolis massegennemstrømningsmålere altid overvejes. Disse flowmålere er ideelle til applikationer, der er omfattet af variationer i produktets massefylde eller, hvor et produkt er prissat efter vægt. Deres høje nøjagtighed og repeterbarhed kan levere fremragende omkostningsbesparelser. Endvidere, fordi disse flowmetre muliggøre måling af produktets densitet, kvaliteten af ​​produktet og også dens identitet kan let vurderes.

For gas flowmålinger, overveje enten termisk masse flowmålere eller måske differenstryk flowmålere, såsom ABB OriMaster M. Begge disse teknologier giver en økonomisk løsning, især i store rørstørrelser og på tværs af brede måleområder, der muliggør nøjagtig måling selv ved meget lave flow . De tilbyder også et lavt trykfald, hvilket hjælper til at minimere energitab.

Kan måles damp masseflow med OriMaster med vortex meter eller ved hjælp af ABB unikke Swirl flowmeter design, der tilbyder fremragende lav flow ydeevne og minimal installation længde.

Som en førende producent og leverandør af en bred vifte af flowmålerindstillinger teknologier, er ABB godt placeret til at tilbyde råd og vejledning om den bedste flowmåler for din ansøgning. For mere information, bedes du ringe til 0870 600 6122 eller E-mail: [Email protected]

ABB Measurement Products

Relaterede nyheder

Giv en kommentar

Din e-mail-adresse vil ikke blive offentliggjort. Krævede felter er markeret *

Dette websted bruger Akismet til at reducere spam. Lær, hvordan dine kommentardata behandles.