شرح وحدات قياس تدفق الهواء: CFM، SCFM، m³/h، Nm³/h والمزيد

ونظرًا لأن الغازات قابلة للانضغاط، فإن نفس الحجم الفيزيائي يمكن أن يحتوي على كتلة غازية مختلفة عند ضغوط ودرجات حرارة مختلفة. للحصول على مقارنة أوسع لقواعد القياس هذه، راجع FlowTتدفق الكتلة مقابل تدفق الحجمتوضيح.

الأنواع الأربعة لوحدات قياس تدفق الهواء

تنقسم معظم وحدات تدفق الهواء والغاز إلى أربع مجموعات عملية.

1. وحدات التدفق الحجمي الفعلية

يصف التدفق الحجمي الحجم المادي للغاز الذي يمر بنقطة لكل وحدة زمنية. تشمل الوحدات الشائعة CFM، وm³/h، وm³/min، وL/min، وL/s. يتم استخدامها على نطاق واسع للتهوية والمنافيخ والقنوات وتدفق الهواء العام.

يعنيCFM قدم مكعب في الدقيقة. في أعمال التدفئة والتهوية وتكييف الهواء، يتم حسابها عادةً من متوسط ​​سرعة الهواء ومساحة مجاري الهواء. مقالة FlowT علىCFM في مقياس تدفق الهواءيغطي حساب مساحة القناة-بمزيد من التفاصيل.

2. وحدات التدفق الحجمي القياسية أو الطبيعية

SCFM، وSCFH، وNm³/h، وNl/min هي أيضًا وحدات حجم-لكل-وحدة زمنية، ولكن يتم الرجوع إلى حجم الغاز إلى شروط محددة بدلاً من شروط الخط الفعلية. وهذا يسمح بمقارنة كميات الغاز المقاسة عند ضغوط أو درجات حرارة مختلفة على أساس مشترك.

ويجب ذكر الشروط المرجعية. كلمة "قياسي" لا تضمن أن كل مصنع أو صناعة تستخدم نفس درجة الحرارة أو الضغط أو الرطوبة.ايزو 13443على سبيل المثال، تحدد الشروط المرجعية لقياسات الغاز الطبيعي، بينما قد تستخدم الصناعات الأخرى اتفاقيات مختلفة. عند مراجعة مواصفات SCFM أو Nm³/h، تأكد من الضغط ودرجة الحرارة المرجعيين قبل تحديد حجم المتر.

3. وحدات التدفق الشامل

يصف التدفق الكتلي الكتلة الفعلية للغاز الذي يتحرك عبر النظام. تشمل الوحدات الشائعة كجم/ساعة، كجم/دقيقة، كجم/ثانية، جم/ثانية، رطل/ساعة. على عكس SCFM أو Nm³/h، فهذه وحدات كتلة حقيقية.

يمثل SCFM كمية الغاز على أساس حجمي مرجعي، بينما يعبر كجم/ساعة عن الكتلة مباشرة. يغطي FlowT أيضًامبدأ عمل أجهزة قياس التدفق الشامل.

4. وحدات سرعة الهواء

تخبرك السرعة بمدى سرعة تحرك الهواء، وليس مقدار الهواء الإجمالي الذي يمر عبر القناة أو الأنبوب. الوحدات النموذجية هي م/ث والتيار الوطني الحر. العلاقة الأساسية هي:

التدفق الحجمي=متوسط ​​السرعة × مساحة المقطع العرضي -.

ولذلك يمكن أن تمثل نفس السرعة معدلات تدفق مختلفة جدًا في القنوات ذات الأحجام المختلفة.

مقارنة سريعة بين وحدات تدفق الهواء المشتركة

للحصول على نظرة عامة أوسع تتجاوز الخدمة الجوية، راجع مقالة FlowT حولوحدات قياس التدفق المشترك.

CFM وACFM وSCFM: ما هي التغييرات؟

CFM هي وحدة حجمية. يجعل ACFM أساس التشغيل واضحًا: فهو عبارة عن قدم مكعب فعلي يمر عبر الخط كل دقيقة عند الضغط الحقيقي ودرجة الحرارة. يعبر SCFM عن كمية الغاز تلك بعد الرجوع إلى الشروط القياسية المحددة.

بالنسبة لقناة تهوية غير مضغوطة بالقرب من الظروف المحيطة، قد يكون التمييز صغيرًا بدرجة كافية بحيث يركز المستخدمون بشكل أساسي على CFM. بالنسبة للهواء المضغوط، يمكن أن يكون كبيرًا. يشغل حجم الهواء عند مقياس 7 بار مساحة فيزيائية أقل بكثير في الأنبوب من نفس كتلة الهواء المشار إليها بالقرب من الضغط الجوي.

ومن ثم، قد يستخدم تحديد حجم الأنابيب ومراقبة الاستهلاك قواعد مختلفة: التدفق الفعلي لظروف الأنابيب-، والتدفق المرجعي لاستهلاك الغاز المقارن.

متر مكعب / ساعة مقابل نيوتن متر مكعب / ساعة

الإصدار المتري هو m³/h مقابل Nm³/h. يعني "N" أن الحجم قد تم تطبيعه إلى ظروف مرجعية محددة.

لا تقم بإزالة "N" أثناء تحويل الوحدة. يعد تحويل 100 متر مكعب/ساعة إلى وحدة حجمية عادية أخرى بمثابة تحويل أبعاد. يعد تحويل 100 متر مكعب فعلي/ساعة إلى Nm³/ساعة بمثابة تحويل حالة-يتطلب معلومات عن الضغط ودرجة الحرارة.

متى يمكن تحويل وحدات تدفق الهواء مباشرة؟

إذا وصفت وحدتان نفس الكمية الفيزيائية في نفس الظروف، فإن عامل التحويل الثابت يكفي. وفقا لجدول تحويل تدفق الغاز -NIST:

• 1 CFM=1.699011 م³/ساعة
• 1 CFM=28.31685 لتر/دقيقة
• 1 L/s = 3.6 m³/h

على سبيل المثال، 500 CFM في نفس الظروف الفعلية يساوي حوالي 849.5 متر مكعب/ساعة. ليست هناك حاجة لتصحيح الضغط لأن الوحدات الهندسية فقط هي التي تغيرت.

ACFM-إلى-SCFM أو m³/h الفعلي-إلى-Nm³/h مختلف. بالنسبة لنفس كتلة الغاز، يمكن كتابة علاقة غازية حقيقية-مبسطة على النحو التالي:

Qref=Qactual × (Pactual / Pref) × (Tref / Tactual) × (Zref / Zactual)

استخدم الضغط المطلق، وليس قياس الضغط، ودرجة الحرارة المطلقة بالكلفن. مصطلحات Z هي عوامل الانضغاط. بالنسبة للهواء ذي الضغط المنخفض-، قد يكون تقريب الغاز المثالي-ملائمًا للتقدير، ولكن قد تتطلب تطبيقات الغاز ذات الضغط العالي-تصحيحًا حقيقيًا للغاز-.ايزو 15970يتناول على وجه التحديد الضغط ودرجة الحرارة والكثافة وعامل الضغط في تحويل حجم الغاز.

مثال عملي: التدفق الفعلي إلى التدفق المشار إليه

افترض أن المشروع يحدد شروطه المرجعية على أنها 15 درجة و1.01325 بار مطلق. يحمل الخط الهواء عند 100 ACFM وقياس 7 بار و35 درجة. في هذا المثال المبسط، افترض Z=1 في كلا الشرطين.

• الضغط المطلق الفعلي: حوالي 8.013 بار (أ)، وليس 7 بار (أ)
• درجة الحرارة الفعلية: 308.15 كلفن
• درجة الحرارة المرجعية: 288.15 ك

التدفق المشار إليه المقدر هو:

100 × (8.013 / 1.01325) × (288.15 / 308.15) ≈ 740 قدم مكعب قياسي / دقيقة

يوضح المثال لماذا يحتاج تحويل ACFM-إلى-SCFM إلى شروط الحالة، وليس عامل الوحدة فقط. قم بتضمين الأساس المرجعي في عرض الأسعار أو مراجعة ورقة البيانات.

ما هي وحدة تدفق الهواء التي يجب عليك استخدامها؟

تركز أعمال التدفئة والتهوية وتكييف الهواء (HVAC) والتهوية عادة على CFM أو متر مكعب/ساعة أو لتر/ثانية أو السرعة. بالنسبة لأجهزة تدفق الهواء- المحددة، أجهاز قياس تدفق كتلة الهواء FlowTقد تكون ذات صلة عندما يتطلب المشروع قياسًا صناعيًا مستمرًا بدلاً من مسح مجاري الهواء المحمول.

غالبًا ما تحتاج أنظمة الهواء المضغوط- إلى SCFM أو Nm³/h لمراقبة الاستهلاك والطاقة. أمقياس تدفق الهواء الشامليمكن أخذها في الاعتبار عندما يكون القياس المرتبط بالكتلة المباشرة-ونطاق التدفق الواسع للغاز-مهمًا.

بالنسبة للنيتروجين أو الأكسجين أو غاز الوقود أو غازات العمليات الأخرى، يعتمد الأساس الأفضل على هدف التحكم. فلوتمقياس تدفق كتلة الغازتوفر الصفحات نقطة بداية لتطبيقات معينة للغاز-.

كيف يؤثر مبدأ القياس على الوحدة المبلغ عنها

الوحدة المعروضة ليست دائمًا كمية الاستشعار الأساسية للجهاز.

أجهزة قياس التدفق الحراري الشامل

A مقياس تدفق الكتلة الحراريةيستخدم سلوك نقل الحرارة-لتحديد حركة الغاز المتعلقة بالكتلة-والتدفق-. إندرس + هاوزرشرح مبدأ القياس الحراري-يصف كيفية ارتباط الحرارة المستخرجة من جهاز استشعار ساخن بتدفق الكتلة. يمكن لجهاز الإرسال بعد ذلك عرض وحدة كتلة مثل كجم/ساعة أو وحدة حجمية مرجعية مثل Nm³/h أو SCFM وفقًا لتكوينه وبيانات الغاز.

بالنسبة للأنابيب الكبيرة أو التركيبات التحديثية، أإدخال مقياس التدفق الحراري الشاملقد يتم أخذها في الاعتبار، ولكن متطلبات التشغيل-المباشرة وتركيبة الغاز وموضع الإدخال لا تزال مهمة.

أجهزة قياس التدفق الدوامي

A مقياس التدفق الدوامييقيس تردد تساقط الدوامة ويستخدم بشكل شائع لتطبيقات الغاز والبخار والسائل المناسبة. إذا كان تدفق الغاز أو الكتلة أو المشار إليه مطلوبًا، فقد تكون هناك حاجة لتعويض الضغط ودرجة الحرارة اعتمادًا على التكوين. انظر فلوتمبدأ عمل مقياس الجريان الدواميمقالة عن منطق القياس.

السرعة والتفاضلية-طرق الضغط

تقيس أجهزة قياس شدة الريح السرعة بشكل مباشر، بينما تستنتج أنابيب البيتوت وأجهزة الضغط التفاضلي -الأخرى السرعة أو التدفق من اختلافات الضغط. يعتمد التدفق الحجمي الإجمالي بعد ذلك على منطقة القناة أو الأنبوب وجودة ملف تعريف السرعة.

الأخطاء الشائعة عند تحديد وحدات تدفق الهواء

• التعامل مع SCFM كوحدة كتلة حقيقية:SCFM لا يزال حجم في الوقت المحدد، بالإشارة إلى الشروط المذكورة.
• استخدام مقياس الضغط في تحويل قانون-الغاز:الحالة-تتطلب حسابات الحالة الضغط المطلق.
• بافتراض أن كل شرط "قياسي" متطابق:تأكد من درجة الحرارة والضغط المرجعيين اللذين يستخدمهما المورد أو مواصفات المشروع.
• التحويل من m³/h إلى Nm³/h بعامل ثابت:هذا يتجاهل ضغط التشغيل ودرجة الحرارة.
• اختيار متر من الوحدة وحدها:كما أن تكوين الغاز وحجم الأنبوب والحد الأدنى والحد الأقصى للتدفق والضغط ودرجة الحرارة والدقة وظروف التثبيت مهمة أيضًا.

إذا كانت تقنية جهاز القياس نفسها لا تزال غير محددة، فإن نظرة FlowT العامة حولأنواع أجهزة قياس التدفق الصناعيةيمكن أن يساعد في تضييق الخيارات قبل تغيير حجم المنتج.

ما يجب توفيره عند طلب مقياس تدفق الهواء أو الغاز

يجب أن يتضمن طلب عرض الأسعار المفيد أكثر من "أحتاج إلى 500 SCFM متر". يمد:

• نوع الغاز أو تكوينه
• حجم الأنابيب والمواد.
• الحد الأدنى والطبيعي والحد الأقصى للتدفق.
• وحدة العرض المطلوبة
• ما إذا كان التدفق فعليًا أو قياسيًا أو عاديًا؛
• درجة الحرارة والضغط المرجعيين لـ SCFM أو Nm³/h؛
• ضغط التشغيل ودرجة الحرارة.
• متطلبات الدقة؛
• متاح الأنابيب المستقيمة.
• متطلبات الإخراج أو الاتصال؛
• متطلبات المنطقة -الخطيرة، إن أمكن.

تتيح هذه التفاصيل للمورد التحقق من نطاق القياس والسرعة وملاءمة التثبيت.

التعليمات

هل SCFM هي وحدة التدفق-الكتلية؟

لا. SCFM هي وحدة تدفق حجمية-مرجعية. تشتمل وحدات تدفق الكتلة الحقيقية- على كجم/ساعة، كجم/ثانية، رطل/ساعة.

هل يمكن تحويل CFM مباشرة إلى متر مكعب/ساعة؟

نعم، عندما تصف كلا القيمتين نفس التدفق الحجمي في نفس الظروف. واحد CFM يساوي حوالي 1.699011 متر مكعب/ساعة.

هل يمكن تحويل ACFM مباشرة إلى SCFM؟

ليس مع عامل وحدة ثابت واحد. أنت بحاجة إلى الضغوط ودرجات الحرارة الفعلية والمرجعية، وفي خدمات الغاز الأكثر تطلبًا قد تحتاج أيضًا إلى عوامل الانضغاط.

هل Nm³/h هو نفسه m³/h؟

لا، يشير Nm³/h إلى ظروف عادية محددة، بينما يصف m³/h عادةً الحجم في ظروف التشغيل المذكورة.

لماذا يستطيع مقياس التدفق الحراري الكتلي عرض Nm³/h إذا كان يقيس التدفق الكتلي؟

يستجيب المستشعر لنقل الحرارة المرتبط بالتدفق -الكتلي-، بينما يمكن لجهاز الإرسال تحويل النتيجة إلى وحدة حجمية مرجعية باستخدام خصائص الغاز التي تم تكوينها والظروف المرجعية.

خاتمة

تعتمد وحدة قياس تدفق الهواء الصحيحة على ما تحاول قياسه. استخدم CFM أو m³/h لتدفق الهواء الحجمي الفعلي، وSCFM أو Nm³/h عندما يجب الرجوع إلى كمية الغاز لظروف محددة، وkg/h لتدفق الكتلة الحقيقي، وm/s أو FPM للسرعة. والأهم من ذلك عدم الخلط بين تغيير الوحدات الهندسية وتغير حالة الغاز.

قبل اختيار جهاز قياس، حدد الغاز ونطاق التدفق وحجم الأنبوب والضغط ودرجة الحرارة والأساس المرجعي. تحدد هذه المدخلات ما إذا كانت تقنية تعتمد على الكتلة الحرارية أو الدوامة أو السرعة- أو تقنية أخرى هي الأفضل. يمكن لـ FlowT مراجعة شروط التطبيق هذه والمساعدة في مطابقة أساس القياس مع تكوين جهاز القياس المناسب.