- Ce este debitul masic?
- Cum sunt legate debitul masic și debitul volumetric?
- De ce să folosiți unități volumetrice pentru debitele de masă?
- Cum se măsoară și se controlează debitele masice și debitele volumetrice?
Să presupunem că doriți să adăugați un compus gazos sau lichid la un proces chimic, farmaceutic sau alimentar. Ar face diferența dacă adăugați unkilogram (ca unitate de masă) sau a litru (ca unitate volumetrică) a unui astfel de fluid? Să aruncăm o privire mai atentă asupra acestei chestiuni.
Multe procese din industria chimică sau alimentară sunt masa legate. Reacțiile chimice se bazează pe masele de reactanți sau ingrediente care trebuie adăugate în raportul de masă potrivit. Iar pentru aplicațiile de transfer al custodiei – fie în interiorul, fie în afara afacerii de gaze și petrol – masa fluidului schimbat determină prețul acestuia. În timp ce în procesele discontinue masa furnizată este relevantă, procesele continue depind de masă curge.
Ce este debitul masic?
În esență, debitul masic este cantitatea de masă a unui gaz sau lichid care curge într-o anumită perioadă de timp, de exemplu exprimată în kilograme pe oră (kg/h) sau grame pe secundă (g/s). În mod analog, un debit volumetric este volumul unui gaz sau lichid care curge într-o anumită perioadă de timp, exprimat în astfel de unități ca litri pe oră (l/h) sau centimetri cubi pe secundă (cm3/s).
Cum sunt legate debitul masic și debitul volumetric?
Există o diferență de comportament atunci când aveți de-a face cu mase sau volume de fluide. Volumele sunt influențate de modificările condițiilor de proces, cum ar fi temperatura și presiunea, în timp ce masele nu sunt afectate. Același lucru este valabil și pentru masele și volumele „curgătoare”.
Densitatea unui gaz sau lichid, exprimată în kg/dm3, raportează debitul masic de debitul volumetric. Această densitate este dependentă de temperatură și presiune: temperaturile ridicate au ca rezultat, în general, densități scăzute, iar presiuni mari au ca rezultat densități mari pentru aceste fluide – deși efectul pentru gaze este mai mare decât pentru lichide. Debitul volumetric se obține prin împărțirea debitului masic la densitatea fluidului. Un debit volumetric variază în funcție de temperatură și presiune, în timp ce un debit de masă rămâne constant atunci când temperatura sau presiunea se modifică.
Urmând logica de mai sus, un debit masic ar trebui exprimat în unități de masă, cum ar fig/h, mg/s, etc. Majoritatea utilizatorilor, totuși, gândesc și lucrează în unități de volum. Este în regulă și pentru a folosi densitatea pentru a converti debitul de masă în debit volumic, trebuie să alegem un set de condiții specifice de presiune și temperatură la care folosim valoarea densității pentru gaz. La nivel mondial, există destul de multe dintre aceste condiții standard de referință pentru conversie.
Rețineți:
Rețineți caretemperatura de referintaandpresiuneutilizați în cazul dvs. specific pentru conversia între debitul de masă și debitul de volum. Vă rugăm să fiți conștienți de aceste diferențe, deoarece amestecarea acestor condiții de referință pentru fluxurile de gaz (în special diferența de temperatură între 0 și 20°C) poate duce la o eroare de7 %!
Următoarele condiții de referință sunt utilizate de Bronkhorst:
- Când debitul masic este exprimat cu indice n ca în mln/min sau m3n/h, aceasta înseamnă că o densitate a fluidului la o temperatură de 0 °C și o presiune de 1 atm (1013 mbar) sunt selectate pentru conversia de la debitul masic la debitul volumetric. indicelenreprezintăcondiţii normale de referinţă in stil european.
- Aceasta corespunde prefixului „s” în sccm (centimetri cubi standard pe minut) sau slm (litru standard pe minut), care se referă laCondiții standard americanela o temperatură de 0°C (32°F) și o presiune absolută de 1 atm (1013 mbar, 14,69 psia).
- Ca alternativă, se utilizează o temperatură de 20°C și o presiune de 1 atm (1013 mbar) pentru a se referi la condițiile de referință standard europene, indicate prin indicele s în unitățile volumetrice (mls/min, m3s/h). Aceste valori seamănă cu condițiile medii de temperatură și presiune la nivelul mării.
Avem mai multeflux de masă and debitul volumicinstrumente disponibile pentru măsurarea și controlul debitelor de gaz și lichid. Instrumente care funcționează conformtermicsau celPrincipiul Coriolissunt direct legate de fluxul de masă al fluidului, respectiv prin conductivitate termică și inerție de masă.
- Bronkhorstmini CORI-FLOWinstrumentele sunt aplicate, de exemplu, în producția de vaccin ARNm pentru măsurarea exactă și reproductibilă a ingredientelor lichide ale vaccinului. Debitele de masă pentru lichide sunt exprimate direct în unități de masă, cum ar fi grame pe oră (g/h), practic independent de fluctuațiile de temperatură și presiune.
- The ES-FLOWinstrumentele măsoară și controlează debitele volumetrice de lichid cu ajutorul ultrasunetelor. Ele măsoară eficient viteza curgerii, care înmulțită cu secțiunea transversală a tubului din interiorul dispozitivului are ca rezultat debite volumetrice de lichid. Aceste instrumente sunt folosite, de exemplu, pentruMăsurați cantitatea de colorant, agent de aromatizare și acid care este furnizată unui proces de producție de bomboane.
- The EL-FLOW Selectațiregulatoarele de flux de masă sunt obișnuite săfurnizarea de aer în producția de înghețată, numită aerare. Debitele de masă sunt de obicei exprimate în mln/min și ln/min.
- De asemenea, noulFLEXI-FLOWinstrumentele funcționează conform principiului de măsurare a debitului masic termic. Cu timpi de răspuns foarte scurti – datorită tehnologiei TCS (chip sensor) pentru fabricarea de instrumente foarte compacte care pot măsura și controla presiunea gazului în plus față de debitul masic.
În cazul în care debitele masice sunt exprimate în unități de debit volumetric, condițiile de temperatură și presiune de referință ale unității de curgere a instrumentelor sunt întotdeauna menționate pe certificatul de calibrare al Bronkhorst.
