비교할 때질량 흐름 대 체적 흐름실질적인 차이점은 간단합니다. 질량 흐름은 물질이 실제로 움직이는 양을 알려주는 반면, 체적 흐름은 물질이 움직이는 동안 차지하는 공간의 양을 알려줍니다. 둘 다 유효한 측정값입니다. 문제는 사람들이 상호 교환 가능한 것으로 취급할 때 시작됩니다. - 특히 가스, 증기 및 온도, 압력 또는 구성에 따라 밀도가 변하는 유체의 경우에는 그렇지 않습니다.
이 가이드에서는 질량 유량과 체적 유량의 차이, 둘 사이를 변환하는 방법, 각각이 올바른 선택인 경우, 측정값을 특정 유량계에 일치시키는 방법을 다룹니다. 단지 용어를 정의하는 것이 아니라 미터를 지정해야 하는 엔지니어와 구매자를 위해 작성되었습니다.
빠른 답변:사용체적 흐름(m³/h, L/min, GPM) 밀도가 거의 변하지 않는 물과 같은 안정적인 액체의 경우. 사용질량 흐름(kg/h, lb/h) 가스, 증기, 연료, 주입 및 에너지 또는 재료 균형 작업의 경우{0}}동일한 부피라도 매우 다른 양의 재료를 담을 수 있습니다. 유체가 압축 가능하고 확실하지 않은 경우 질량을 측정하거나 보정하십시오.
질량 유량과 체적 유량: 빠른 비교
두 측정값은 서로 다른 질문에 답합니다. 질량유량 답변얼마나 많은 물질이 움직이고 있는지; 체적 유량 답변얼마나 많은 양이 움직이고 있는지. 밀도로 연결되어 있으므로 밀도가 알려져 있고 안정적이면 둘 사이를 변환하는 것이 간단합니다. 밀도가 - 이동하면 연결이 복잡해지는 가스의 일반적인 경우 -, 그리고 대부분의 측정 오류가 여기서 발생합니다.
| 요인 | 질량 흐름 | 체적 흐름 |
|---|---|---|
| 측정 대상 | 실제 재료량 | 움직이는 유체가 차지하는 공간 |
| 주요 질문 | 얼마나 많은 물질이 움직이고 있나요? | 얼마나 많은 양이 움직이고 있나요? |
| 기본 공식 | 질량유량=밀도 × 체적유량 | 체적유량=면적 × 속도 |
| 공통단위 | kg/h, kg/s, lb/h, g/min | m3/h, L/min, GPM, CFM |
| 밀도의 역할 | 수량을 직접적으로 나타냄 | 대량을 원하는 경우에만 필요함 |
| 온도/압력 | 가스 조건이 다양할 때 견고함 | 밀도가 변하면 읽기가 변합니다. |
| 다음에 가장 적합 | 가스, 증기, 연료, 주입, 밸런스 | 물, 안정한 액체, 사이징, HVAC |
| 일반적인 미터 | 코리올리스, 열 질량 | 초음파, 자기, 터빈, PD, 가변 면적 |
| 비용 경향 | 직접 질량 측정의 경우 종종 더 높음 | 일반 액체 의무가 더 낮은 경우가 많습니다(크기, 재료, 정확도, 인증에 따라 다름). |
| 주요 위험 | 볼륨이 충분한 위치를-지정함 | 가스나 증기의 밀도 변화 무시 |
질량 유량이란 무엇입니까?
질량 유량은 파이프, 덕트, 노즐 또는 계량기를 통해 단위 시간당 - 지점을 통과하는 재료의 양입니다. 지배 관계는 다음과 같습니다.
ṁ = ρ × Q, 어디ṁ질량유량은,ρ유체 밀도이고,Q체적 유량입니다.
일반적인 단위는 kg/h, kg/min, kg/s, g/min, lb/h 및 t/h입니다. 가스의 경우 SLPM, SCCM, SCFM 및 Nm³/h도 표시됩니다. 이는 볼륨 단위처럼 보이지만 다음을 설명합니다.수량기억할 가치가 있는 일련의 고정된 조건 -을(를) 참조하는 가스입니다. 이는 빈번한 혼란의 원인이기 때문입니다.
재료의 실제 양이 품질, 비용, 안전 또는 에너지를 좌우할 때 질량 흐름에 도달합니다.
- 화학 물질 투여, 혼합 및 반응 제어
- 연료 및 연소가스 소비
- 증기 및 에너지 계산
- 상거래 및 청구{0}}관련 측정
- 밀도를 움직일 만큼 온도나 압력이 변동하는 모든 공정
동일한 파이프가 압력 변화로 인해 한 시간마다 다른 양의 사용 가능한 재료를 운반할 수 있는 경우, 부피만으로는 필요한 양을 알 수 없습니다. 기본 감지 원리에 대해서는 다음을 참조하세요.질량 유량계 작동.
체적 유량이란 무엇입니까?
체적 유량은 단위 시간당 한 지점을 통과하는 유체의 부피입니다. 기본 관계는 다음과 같습니다.
Q = A × v, 어디Q체적 흐름이고,A는-횡단면적 흐름 영역이며,v평균 속도입니다.
일반적인 단위는 m3/h, m3/s, L/min, L/h, GPM, CFM 및 ft3/min입니다. 체적 흐름은 냉각 루프, 펌프 배출, 관개, 탱크 채우기, HVAC 공기 균형, 파이프 또는 펌프 크기 조정 등 정상적인 조건에서 밀도가 거의 변하지 않는 물과 안정적인 액체에 대한 자연스러운 선택입니다. 이러한 경우 용적 측정기는 일반적으로 더 간단하고 저렴하며 유지 관리가 더 쉽습니다. 다음을 포함한 대부분의 속도-기반 악기 -초음파 유량계- 실제로 체적 흐름을 측정하고 밀도를 제공하는 경우에만 질량을 추론합니다.
체적 흐름을 질량 흐름으로 변환하는 방법은 무엇입니까?
밀도는 두 가지를 연결합니다.
ṁ = Q × ρ, 또는 재배열,Q = ṁ ÷ ρ.
이는 밀도가 알려져 있고 안정적일 때 깔끔하게 작동합니다. 순간 밀도가 변하면 신뢰할 수 없게 되며 측정되거나 보상되지 않습니다.
빠른 액체 예: 대략 10m³/h의 속도로 흐르는 물, 밀도는 대략1000kg/m3, 10m³/h × 1000kg/m³=10,000kg/h를 제공합니다. 이 근사치는 물의 밀도가 상당히 안정적이기 때문에 유지되지만 여전히 온도에 따라 표류합니다. - 물은 4도에서보다 끓는점 근처에서 약 4% 더 가볍습니다. 뜨거운 액체, 혼합 액체, 슬러리 또는 농도가 변화하는 유체의 경우 변환을 신뢰하기 전에 밀도를 확인하십시오.
가스 흐름이 더 어려운 이유: 밀도, 온도 및 압력?
가스 밀도는 고정되어 있지 않습니다. 가스를 압축하면 동일한 부피가 더 많은 질량을 보유하게 됩니다. 가열하면 팽창하여 더 많은 부피를 차지하게 됩니다. 이는 다음에서 직접 이어집니다.이상기체 법칙, 더 높은 압력에서 실제 가스에 대한 압축성(Z) 보정을 사용합니다. 따라서 한 압력과 온도에서 100m³/h의 공기량은 다른 압력과 온도에서 100m³/h의 공기량과 같지 않습니다.
이것이 바로 가스 라인이 질량 유량, 표준 체적 단위, 온도 및 압력 보상에 의존하는 이유입니다. 가스의 체적 판독값에서 질량 유량을 얻으려면 밀도 -가 필요합니다. 이는 실시간 압력과 온도(및 이상적으로는 구성)를 유량 컴퓨터나 트랜스미터에 공급하는 것을 의미합니다. 일반적이고 실용적인 설정은 속도 또는 차압계와{3}}압력계를 결합합니다.압력 트랜스미터그리고 온도 입력. 문제는 추론된 질량 흐름이 해당 입력만큼만 좋다는 것입니다. 밀도, 압력, 온도, 조성이 틀리면 계산된 질량도 틀리게 됩니다.
실제 유량 대 표준 유량: SCFM 대 ACFM 및 Nm³/h
가장 일반적인 가스{0}}측정 트랩은 실제 체적 유량과 표준 체적 유량을 혼동하는 것입니다.
| 용어 | 예시 단위 | 그것이 나타내는 것 | 사용되는 곳 |
|---|---|---|---|
| 실제 체적 유량 | ACFM, 실제 m³/h | 실제 작동 온도 및 압력에서의 부피 | 크기 조정, 속도 확인, 압력-강하 작업 |
| 표준 체적 유량 | SCFM, Nm3/h, SLPM | 고정된 기준 온도 및 압력으로 표준화된 부피 | 가스 수량 비교, 청구서 참조 |
| 질량 흐름 | kg/h, lb/h | 조건에 관계없이 실제 재료의 양 | 연소, 투여, 상거래, 에너지 |
표준 단위가 존재하므로 가스 양을 동일한 조건으로 비교할 수 있습니다. - 하지만 참조 조건이 명시된 경우에만 가능합니다. 있다"표준 조건"에 대한 단일한 보편적인 정의는 없습니다.: 천연가스에 대한 ISO 13443은 15도를 사용하고, 미국 석유 및 가스 산업은 종종 60도를 사용하며, 여러 기관에서는 둘 이상의 정의를 유지합니다. 두 가지 가스 수치를 비교하기 전에 다음을 확인하십시오.
- 값이 실제인가요 아니면 표준인가요?
- 어떤 기준 온도와 압력이 적용됩니까?
- 가스 조성이 알려져 있나요?
- 판독값은 온도와 압력에 대해 보상됩니까?
- 미터는 질량을 직접 측정하는 건가요, 아니면 계산하는 건가요?
동일해 보이는 두 판독값은 매우 다른 양의 가스를 나타낼 수 있습니다.
애플리케이션-기반 선택 예
정의는 지금까지만 설명합니다. 실제 식물에서 선택이 어떻게 진행되는지는 다음과 같습니다.
수처리 및 유통
처리수, 원수, 냉각 라인의 경우 작업량은 일반적으로 파이프라인을 통한 m3/h, 펌프 출력, 총 처리량입니다. 밀도는 안정적이므로 체적 측정기가 실용적인 답입니다. 파이프 절단이 바람직하지 않은 전체 DN100-및 처리된- 수관에서 클램프온초음파 유량계파이프가 가득 차고 소음이 적당할 경우 - 외부에서 개조합니다. 폐수, 슬러지 및 기타 전도성이 있거나 더러운 액체의 경우전자기 유량계움직이는 부품이 없고 고체에 대한 내성이 우수합니다. 현장 참고 사항: 루틴 흐름 총계가 아닌 열 또는 질량 균형을 실행하는 경우에만 여기에서 질량 또는 밀도 보상으로 이동하십시오.
압축 공기, 질소 및 기타 청정 가스
압축{0}}공기 측정은 실제{1}}대-표준 혼란이 가장 심한 부분입니다. 사람들은 라인 압력에서 m³/h를 기록한 다음 이를 공급업체의 Nm³/h(다른 수량)와 비교합니다. 깨끗하고 건조한 가스의 경우열 질량 유량계질량(또는 표준 부피)을 직접 읽고 압축 공기, 질소, 산소, 바이오가스 및 천연 가스를 잘 처리합니다. 하지만 한계에 유의하십시오. 가스 구성, 수분 또는 오염이 변경되면 계기가 의존하는 열{1}전달 동작이 바뀌므로 알려진 깨끗하고 알려진 가스에 가장 적합합니다.
천연가스 및 연료 버너
버너는 가스가 차지하는 공간을 신경 쓰지 않습니다. 연료가 얼마나 도착하는지가 중요합니다. 그것은 질량, 즉 에너지에 관한 질문입니다. 열 질량 측정기는 다양한 청정 연료-가스 라인을 다루는 반면, 압력- 및 온도-보상 와류 또는 차압-압력 측정기는 더 높은-압력 또는 더 높은-온도 서비스를 처리합니다. 기술이 무엇이든 결과물은 실제 실제 부피가 아닌 조건부 질량 또는 표준-부피 수치입니다.
증기 에너지 모니터링
증기는 압축 가능하고 뜨거우므로 체적 유량만으로는 에너지에 대해 거의 알 수 없습니다. 포화 또는 과열 증기의 경우,와류 유량계속도를 질량 또는 에너지 판독값으로 변환하는 압력 및 온도 보상이 일반적인 선택입니다. 증기 보상을 생략하는 것은 에너지 사용을 잘못 설명하는 가장 쉬운 방법 중 하나입니다.
화학 물질 투여 및 혼합
레시피가 질량비 - 반응물, 첨가제, 혼합물 -로 정의되는 경우 부피가 아닌 질량이 필요합니다. 왜냐하면 따뜻하거나 농도가 이동된 액체의 고정된 부피는-고정된 양의 물질이 아니기 때문입니다. 이는 직접 질량 측정의 전형적인 사례입니다. 에이코리올리스 미터별도의 밀도 계산 없이 질량, 일반적으로 밀도 및 온도를 측정합니다. 코리올리스가 과도하게 사용되는 오일 및 점성 액체의 저비용-투입의 경우, 포지티브- 치환 또는타원형-기어 미터견고한 체적 기반을 제공합니다.
연료 및 오일 이송
디젤, 연료유, 윤활유의 경우 액체는 상당히 안정적이지만 점성이 있는 경우가 많습니다. 에이터빈 유량계깨끗하고{0}}점도가 낮은 연료에 적합한 반면, 포지티브 배기량 및 기어 미터는 더 두꺼운 오일을 처리합니다. 청구 또는 상거래가 관련되고 밀도가 온도에 따라 달라지는 경우 온도 보상을 추가하거나 직접 질량 측정을 강화하세요.
질량 유량 대 체적 유량계 선택 매트릭스
이것을 후보 목록 도구로 사용한 다음 정확한 유체, 압력 및 파이프를 확인하십시오.
| 미터 | 대책 | 다음에 가장 적합 | 이상적이지 않음 | 설치 참고사항 |
|---|---|---|---|---|
| 코리올리스 | 질량(직접) | 높은-정확도의 질량, 주입, 상거래, 밀도 출력 | 빠듯한 예산으로 매우 큰 줄을 서십시오. 높은-압박-낙하 사례 | 인라인; 무게, 압력 강하 및 진동을 고려하십시오. |
| 열 질량 | 질량 / 표준량 | 깨끗하고 건조한 가스: 압축 공기, 질소, 바이오가스 | 젖었거나, 더럽거나, 가변-구성 가스입니다. 액체 | 삽입 또는 인라인; 알려진 가스 특성이 필요합니다. |
| 초음파(운송-시간) | 볼륨(속도) | 깨끗한 액체, 개조, 대형 파이프, 클램프- | 무거운 기포 또는 고체; 부분적으로 가득 찬 파이프 | 클램프-온 또는 인라인; 전체 파이프와 좋은 음향이 필요합니다 |
| 초음파(도플러) | 볼륨(속도) | 약간의 입자나 거품이 있는 액체 | 반사경이 없는 매우 깨끗한 액체 | 클램프-켜기; 흐름의 반사 입자에 의존 |
| 전자기 | 볼륨(속도) | 전도성 액체: 물, 폐수, 슬러리 | 비전도성-유체; 가스와 증기 | 인라인 또는 삽입; 액체는 전도성이 있어야 합니다 |
| 와동 | 부피(질량으로 보상됨) | 광범위한 증기, 가스 및 일부 액체 | 매우 낮은 유량; 무거운 슬러리 | 직진이 필요합니다. 증기 에너지를 위해 P와 T를 추가하십시오. |
| 터빈 | 볼륨(속도) | 깨끗하고 낮은{0}}점도의 액체 및 기체 | 점성이 있거나 더럽거나 맥동하는 흐름 | 인라인; 잔해물과 점도 변화에 민감함 |
| 용적/기어 | 용량 | 오일, 연료 및 점성 액체 | 움직이는 부품에 걸림을 일으킬 수 있는 더러운 유체 | 인라인; 움직이는 부품의 정기적인 유지 관리 |
| 가변 면적(로타미터) | 용량 | 간단한 현지 표시, 저렴한 비용 | 원격 출력, 고정밀, 상거래 | 수직 장착; 주로 시각적 판독 |
| 차압(오리피스/벤츄리) | 거래량(추론) | 잘 설계된 액체, 가스 및 증기 | 낮거나 매우 다양한 유량 범위 | 직진이 필요합니다. 출력은 안정적인 압력 강하에 따라 달라집니다. |
간단한 선택 결정 경로
빠른 첫 번째 컷을 원한다면 다음 질문을 순서대로 진행하세요.
- 유체는 가스인가, 증기인가? 그런 다음 질량 유량 또는 보상된 표준-부피 측정을 선택합니다.
- 안정적인 물인가요, 아니면 유사한 액체인가요? 그러면 일반적으로 체적 흐름으로 충분합니다.
- 온도, 압력 또는 농도에 따라 밀도가 변합니까? 그런 다음 질량 유량 또는 부피와 밀도, 온도 및 압력 보상을 선택합니다.
- 파이프 절단이 문제인가요? 그런 다음 전체 액체 라인을 위해 초음파 측정기의 클램프-를 고려해 보세요.
- 액체가 전도성이 있습니까, 더럽습니까, 아니면 슬러리입니까? 그렇다면 일반적으로 전자기 측정기가 더 적합합니다.
- 높은 정확성이나 재료 균형이 중요합니까? 그런 다음 추론된 질량보다 직접적인 질량 측정을 선호합니다.
이 중 어느 것도 적절한 검토를 대체할 수는 없지만 일반적으로 10가지 옵션을 2~3개로 좁힙니다. 더 광범위한 연습을 보려면 다음 가이드를 참조하세요.적합한 유량계를 선택하는 방법.
유량계 견적을 요청하기 전에 무엇을 준비해야 합니까?
다음 사항을 먼저 수집하면 더 빠르고 정확한 권장 사항을 얻을 수 있습니다.
- 유체 및 상: 물, 오일, 화학 액체, 압축 공기, 천연 가스, 증기, 슬러리 또는 혼합
- 측정 목표: 용량에 대한 부피 또는 투여량, 에너지 또는 청구에 대한 질량
- 정상 및 최대 온도 및 압력
- 밀도 거동: 안정적이거나 온도, 압력 또는 구성에 따라 가변적임
- 최소, 정상 및 최대 유량
- 파이프 크기, 재질, 벽 두께, 라이너 상태 및 직관 가능
- 필요한 정확성: 모니터링, 공정 제어, 투여, 에너지 또는 상거래용
- 설치 제약: 인라인, 클램프-온 또는 삽입
- 출력 및 통신: 4~20mA, 펄스, 릴레이, RS485 Modbus 또는 HART
- 유지 관리 및 예산 우선순위
그 손에 있는 것들로, 당신은 할 수 있습니다사양을 애플리케이션 엔지니어에게 보내십시오.앞뒤로-몇 차례 건너뛰세요.-
피해야 할 일반적인 실수
가스량을 고정으로 취급
명시된 조건 없이 가스량을 판독하면 실제 양을 두 자릿수 비율로 과대-하거나 과소{1}}표시할 수 있어 청구 및 연소 튜닝이 모두 중단될 수 있습니다. 조건이 알려지지 않은 한 부피 판독값이 동일한 양의 가스를 나타낸다고 가정하지 마십시오.
표준 흐름과 실제 흐름을 혼동함
SCFM, SLPM, SCCM 및 Nm³/h는 실제 배관 부피와 동일하지 않습니다. 이를 실제 m³/h와 비교하면 실제로는 단지 단위 불일치에 불과한 환상의 "손실" 또는 "이득"이 생성됩니다. 항상 기준 조건을 먼저 확인하십시오.
밀도 없이 물질 균형을 위해 부피 사용
공정에 질량이 필요한 경우 부피 판독만으로는 충분하지 않습니다. 잔액이 조용히 표류하고 배치 품질이나 수율이 저하됩니다. 밀도 또는 직접적인 질량 측정이 필요합니다.
일반 물에 대한 질량 측정기 지정 초과-
질량 측정기는 강력하지만 모든 작업에 질량 측정기가 필요한 것은 아닙니다. 안정적인 물 흐름을 위해 절대 사용하지 않을 정확도와 밀도 출력에 대한 비용을 지불하고 종종 압력 강하를 추가합니다. 일반적으로 체적 측정기가 더 실용적입니다.
설치 조건 무시
올바른 측정기라도 잘못 설치하면 판독이 제대로 되지 않습니다. 불충분한 직선 파이프, 연행된 기포, 고체, 진동, 부분적으로 완전한 라인 또는 흐트러진 흐름 프로필은 모두 정확도를 저하시킬 수 있습니다.
FAQ
질량유량은 체적유량과 동일합니까?
아니요. 질량 흐름은 단위 시간당 움직이는 물질의 양입니다. 체적 흐름은 단위 시간당 움직이는 유체가 차지하는 공간입니다. 밀도로 연결되어 있지만 양은 동일하지 않습니다.
질량유량과 체적유량의 공식은 무엇입니까?
질량유량=체적유량 × 밀도 또는 체적유량=질량유량 ¼ 밀도. 밀도가 알려져 있고 안정적일 때 공식은 신뢰할 수 있습니다.
질량유량과 체적유량 중 어느 것이 더 좋습니까?
어느 쪽도 보편적으로 더 나은 것은 아닙니다. 물질 - 가스, 증기, 연료, 주입 또는 물질 균형의 실제 양이 필요할 때 질량 흐름이 승리합니다. 안정적인-액체 용량, 냉각, HVAC, 파이프 또는 펌프 크기 조정에서는 체적 흐름이 승리합니다.
가스에 질량 흐름이 선호되는 이유는 무엇입니까?
가스 밀도는 온도와 압력에 따라 변하므로 고정된 부피에 매우 다양한 양의 물질을 담을 수 있습니다. 질량유량은 실제 수량을 직접 측정합니다.
용적 유량계로 질량 유량을 계산할 수 있나요?
예, 밀도 -와 가스 및 증기의 경우 온도 및 압력 보상도 가능합니다. 계산된 질량의 정확도는 모든 입력에 따라 달라집니다.
SCFM과 ACFM: 차이점은 무엇입니까?
ACFM은 실제 작동 조건에서의 볼륨입니다. SCFM은 기준 온도 및 압력으로 정규화된 동일한 흐름입니다. 동일한 가스, 다른 숫자 -는 비교하기 전에 항상 참조를 확인하십시오.
Nm³/h는 m³/h와 동일합니까?
번호 Nm³/h는 기준 조건으로 표준화된 반면 실제 m³/h는 작동 조건입니다. 액체의 경우 구별이 미미합니다. 가스의 경우 이는 중요합니다.
초음파 유량계는 질량계인가요, 부피계인가요?
대부분의 초음파 계측기는 속도를 측정하고 체적 유량을 보고합니다. 밀도가 제공되는 경우에만 질량을 보고합니다. 자기 계측기와 더 자세히 비교하려면 다음을 참조하세요.초음파 대 전자기 유량계.
코리올리스 유량계는 질량 유량계입니까?
예. 코리올리스 미터는 질량을 직접 측정하며 대부분의 모델은 밀도, 온도 및 계산된 체적 유량도 제공합니다.
부피, 압력, 온도만 있습니다. - 질량유량을 얻을 수 있나요?
가스의 경우 그렇습니다. 밀도는 가스 법칙(구성 포함)에서 나오므로 질량 흐름을 유도할 수 있습니다. 결과는 계산되므로 해당 입력의 정확성을 상속합니다.
올바른 유량계 선택: 간략한 요약
벗겨내고질량 흐름 대 체적 흐름무엇을 알아야 하는지에 대한 질문입니다. 연소, 주입, 에너지 또는 청구를 위해 재료 -의 실제 양이 필요합니까? 질량을 측정하거나 밀도로 부피 판독값을 보상합니다. 안정적인 액체에 대한 처리량, 용량 또는 펌프 및 파이프 크기가 필요합니까? 일반적으로 체적 흐름이면 충분합니다. 비용이 많이 드는 실수는 압축성 유체가 마치 물인 것처럼 부피를 측정할 때 발생합니다.
커밋하기 전에 유체, 작동 조건, 밀도 동작, 정확도 목표, 파이프 데이터, 설치 방법 및 출력 신호를 파악하십시오. 정의된 것들로,우리의 유량 측정 팀애플리케이션을 적합한 기술과 일치시킬 수 있습니다.
이 가이드는 물, 가스, 증기 및 프로세스{0}}액체 설치 전반에 걸쳐 초음파, 전자기, 와류 및 열 질량 유량계를 선택하는 현장 경험을 바탕으로 Flowt 애플리케이션 엔지니어링 팀에서 관리합니다. 표준{2}}수준 정의는 유량 측정 및 표준 참조 조건에 대한 ISO 및 NIST 참조를 참조하세요.
