← 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 volumenstrømsmåling, og når en bestemt måling skal anvendes. Selv om begge teknologier leverer næsten ensartede resultater under visse forhold, kan de afvigelser, der kan opstå, hvor en proces er udsat for tryk- og temperaturændringer, gøre det afgørende at træffe det rigtige valg fra begyndelsen. Mark Allinson, Process Flow Specialist for ABBs britiske instrumenteringsvirksomhed, forklarer forskellene mellem masse- og volumenstrømsmåling og fremhæver de bedste applikationer for 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 linjetrykgivere, temperatursensorer og en flowcomputer til fremstilling af masselæsninger til damp, som alle medfører en høj vedligeholdelse af hovedpine og ekstra omkostninger.

Vortex og hvirvelmåler giver et overlegen alternativ med næsten nul vedligeholdelse krav og større nøjagtighed - især i applikationer hvor strømmen varierer over et betydeligt interval. I stedet for en nøjagtighed på to procent af det øvre flowområde, som er den bedste traditionelle åbningsplade, kan vortex- og hvirvelmålerne tilbyde en nøjagtighedsklasse så god som +/- 0.5% af læsning over hele strømningsområdet. Desuden er nedturet op til ti gange større end for en traditionel åbningsplade. Den moderne generation af integrerede åbningsmåler, som f.eks. ABB OriMaster-serien, giver imidlertid betydelige fordele i forhold til traditionelle vortexinstallationer, der tilbyder massestrømmåling af damp med integrerede multi-variable sendere og forbedret nøjagtighed på grund af nøjagtige centreringsforhold.

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.

Fremtrædende blandt disse er at bestemme, hvad du rent faktisk har brug for. Hvad er dit produkt, proces eller forretning baseret på - volumen eller massemåling? Hvis du køber eller sælger i volumen, kan volumetriske flowmålinger give den bedste løsning. Omvendt, hvis du bruger vægt som din endelige måling eller for at udlede værdien af ​​et produkt, såsom brændstof, vil massestrømmen 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 massestrømsmålinger i volumetriske enheder. For at kunne sammenligne volumetriske strømningsrater for gasser bliver det imidlertid nødvendigt at faktorere i standard eller normaliserede betingelser for temperatur og tryk. I praksis er "normaliserede" volumen enheder og "standardiserede" volumen enheder ens, med kun referencetemperaturer og tryk indstillet til forskellige mængder. Normaliserede enheder refereres til 1013 mbar a og 0 grader C. Standardiserede enheder 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 en

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
Simpelthen så vælges, om du skal måle volumen eller massestrøm afhængigt af, hvad du forsøger at måle og hvorfor. For en applikation, der fylder en tank, for eksempel, hvor tanken har et bestemt volumen, kan volumetrisk strømningsmåling give det mest enkle svar.

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

Det indbyrdes forbundne forhold mellem volumen-, masse- og massefyldemåling kombineret med den større sofistikering af massestrømsmålingsinstrumenter over volumetriske indretninger, især for gasstrømsmåling, har vist, at brugerne i stigende grad vedtager massestrømsmålere, især i energiledelse og massebalanceapplikationer.

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.

Ved gasmålinger må man overveje enten termiske massestrømningsmålere eller måske differenstrykstrømningsmålere, såsom ABBs OriMaster M. Begge disse teknologier giver en økonomisk løsning, især i store rørstørrelser og på tværs af store måleområder, der muliggør præcis måling selv ved meget lave strømme . De tilbyder også et lavt trykfald, der hjælper med at minimere energitab.

Dampmassestrømmen kan måles med OriMaster, med vortexmålere eller ved hjælp af ABBs unikke Swirl flowmeter design, der giver fremragende lav flow ydeevne og minimal installationslængde.

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.