Gaz Ölçümünde Standart Akış, Gerçek Akış, Normal Akış Nedir?

Dünya çapındaki birçok sektörden gaz akış ölçümü uygulamasıyla ilgili çok sayıda talep aldık. Gaz akış ölçümü, gaz akışındaki sıcaklık, basınç ve nem içeriği gibi birden fazla dinamik değişkeni içerdiğinden, uygun bir gaz akış ölçeri seçmek, sıvı akış ölçeri seçmekten daha zorlu kabul edilir. Silver Automation Instruments'ta, mühendislerimizin ihtiyaçlarınıza uygun boyutta bir gaz sayacı önerebilmesi için, ölçülen gazın türünü, çalışma sıcaklığını ve çalışma basıncını bilmeleri gerekir.

Bazı müşteriler, teknik özelliklerde ve veri sayfalarında sıklıkla görülen farklı gaz akış hızı birimleri konusunda kafaları karışıyor, örneğin:

• Nm³/h (Saat başına normal metreküp)
• Am³/h (Saat başına gerçek metreküp)
• SCFM (Dakika başına standart kübik feet)
• SCCM (Dakika başına standart santimetre küp)
• ACFM (Dakikadaki gerçek kübik feet)

Öneklerin özel anlamları vardır:

• N = Normal akış
• S = Standart akış
• A = Gerçek akış

Peki bu farklılıklar tam olarak nelerdir ve neden önemlidir?

Bu karışıklık, gazların sıkıştırılabilir olmasından kaynaklanır; bu da hacimlerinin sıcaklık ve basınca bağlı olarak önemli ölçüde değiştiği anlamına gelir. Ölçüm yönteminize bağlı olarak, aynı miktarda gaz çok farklı hacimlerde yer kaplayabilir. Gaz endüstrisi bu sorunla başa çıkmak için üç akış ölçüm sistemi (Gerçek, Standart ve Normal) kullanır. Doğru ekipmanı seçmek ve doğru ölçüm yapmak için bunları bilmeniz gerekir.

Ayrıntılı Tanımlar

- Standart Akış Hızı

Standart akış hızı (Sm3/h, SCFM gibi) , gerçek akış değerlerinizi ortak bir referans noktasına göre ayarlar; tıpkı para birimi çevirimi gibi. Bu, farklı durumlardaki ölçümleri eşit şartlarda karşılaştırmanıza olanak tanır. Ayarlama, basınç, hacim ve sıcaklığı ilişkilendiren ideal gaz yasasını (PV = nRT) kullanır.

En yaygın standart koşullar:

• Basınç: Deniz seviyesinde 1 atmosfer (101,325 kPa veya 14,696 psia)
• Sıcaklık: 15°C (59°F) veya bazen 60°F (15.56°C)

Unutmayın: Farklı bölgeler ve endüstrilerin standart koşulları biraz farklılık gösterebilir, bu nedenle uygulamanıza hangi standardın uygulandığını her zaman iki kez kontrol edin.

- Normal Akış Hızı

Normal akış hızlarına sahip termal kütle akış ölçer

Normal akış hızı ( Nm3/h gibi) standart akışla aynı şekilde çalışır, ancak farklı bir referans sıcaklığı kullanır:

Normal koşullar:

• Basınç: 1 atmosfer (101,325 kPa veya 14,696 psia)
• Sıcaklık: 0°C (32°F veya 273,15 K)

Bunu Avrupa standartlarında ve kimya veya petrokimya sanayinde daha sık görürsünüz.

- Gerçek Akış Hızı

Debimetre ile gerçek akış hızı gösterimi

Gerçek akış hızı, borunuzda şu anda gerçekleşen şeydir: mevcut çalışma sıcaklığınızda ve basıncınızda akan gazın gerçek zamanlı hacmi. Ayarlama veya düzeltme gerekmez.

Bunu etkileyen şey şudur: Sıcaklık arttığında gaz genişler ve gerçek akış artar; basınç arttığında gaz sıkışır ve gerçek hacim azalır.

Gerçek Akış Ölçümü için Önerilen Ürünler:

Silver Automation Instruments çeşitli çözümler sunmaktadır:

---

---

---

Hızlı Referans Karşılaştırma Tablosu

Flow Type	Reference Pressure	Reference Temperature	Typical Use	Common Units
Standard	101.325 kPa (14.696 psia)	15°C (59°F) or 60°F	US markets, billing	SCFM, Sm³/h
Normal	101.325 kPa (14.696 psia)	0°C (32°F)	EU markets, chemical industry	Nm³/h, NLPM
Actual	Process pressure	Process temperature	Equipment sizing, control	ACFM, Am³/h

Bu Ayrımlar Neden Önemlidir?

Bu akış hızı tiplerini anlamak, operasyonlarınızı ve maliyetlerinizi doğrudan etkiler:

• Ekipman Boyutlandırma: Gaz akış sensörleri, uygun hız ve ölçüm aralığını sağlamak için gerçek akış koşullarına göre boyutlandırılmalıdır.
• Faturalama ve Saklama Transferi: Gaz satışları, operasyonel koşullar ne olursa olsun fiyatların aynı kalmasını sağlamak için standart veya tipik koşullar kullanır.
• Proses Kontrolü: Kontrol sistemleri, tüm süreçte anında ve doğru değişiklikler yapabilmek için gerçek gaz veya hava akış hızına ihtiyaç duyabilir, ancak aynı zamanda ne kadar malzemenin dengede olduğunu bulmak için standart akışa da ihtiyaç duyabilirler.
• Karşılaştırma ve Standardizasyon: Standart ve normal akışlar, sahadaki Enstrüman çalışanlarının ve fabrika yöneticilerinin farklı yerlerde, farklı zamanlarda ve farklı koşullarda yapılan ölçümleri karşılaştırmasına olanak tanır.

Pratik Örnek:

Şu hızda akan bir gaz düşünün:

• Gerçek koşullar: 5 bar (500 kPa) ve 50°C
• Gerçek akış hızı: 100 Am³/h

Standart koşullara (101,325 kPa ve 15°C) göre düzeltildiğinde:

Standart akış hızı yaklaşık 450 Sm³/h olabilir

Bu, ayrımın neden önemli olduğunu gösteriyor; aynı gaz akışı, hangi referans koşullarının kullanıldığına bağlı olarak önemli ölçüde farklı değerlere sahip oluyor.

Akış Türleri Arasında Dönüşüm:

Gerçek, standart ve normal akışlar arasında dönüşüm yapmak için gaz yasası düzeltmelerini uygulamanız gerekir:

Temel dönüşüm formülü:

Q₁/Q₂ = (P₁/P₂) × (T₂/T₁) × (Z₂/Z₁)

Nerede:

• Q = hacimsel akış hızı
• P = mutlak basınç
• T = mutlak sıcaklık (Kelvin)
• Z = sıkıştırılabilirlik faktörü

Adım Adım Dönüştürme Örneği:

5 bar ve 50°C'de 100 Am³/h'nin Standart koşullara (1.01325 bar, 15°C) dönüştürülmesi:

1.Sıcaklıkları Kelvin'e dönüştürün:

• oT₁ (gerçek) = 50°C + 273,15 = 323,15 K
• oT₂ (standart) = 15°C + 273,15 = 288,15 K

2.Basınçları mutlak değerlerde kullanın:

• oP₁ (gerçek) = 5 bar
• oP₂ (standart) = 1,01325 bar

3.Formülü uygulayın (ideal gaz için Z₁ ≈ Z₂ ≈ 1 varsayılarak):

• oQ(standart) = 100 × (5/1.01325) × (288.15/323.15)
• oQ(standart) = 100 × 4,935 × 0,892
• oQ(standart) ≈ 440 Sm³/h

Gaz veya Hava Akışı Ölçümünde Sık Yapılan Hatalar

Bu yaygın hatalardan kaçınmak size zaman ve para kazandırabilir, doğru ölçümler yapmanıza ve doğru kararlar almanıza yardımcı olabilir.

1. Gerçek ve standart akış hızları arasındaki karışıklık.

Ne olur: 100 Sm³/h kapasiteli bir akış ölçer sipariş edersiniz, ancak sisteminiz aslında yüksek basınçta 100 Am³/h hızında çalışır.

Sonuç: Gaz akış ölçeri yetersiz olabilir, aşırı basınç düşüşüne, dengesiz okumalara veya gaz akışı sensörünün algılayabileceğinden fazlaysa hasara neden olabilir.

Çözüm: Gerekli gaz akış hızının gerçek, standart veya normal (veya operasyon) olup olmadığını her zaman silverinstruments.com'a açıklayın ve silverinstruments.com'un satış mühendisliğine tam çalışma koşulları sağlayın.

2. Sıkıştırılabilirlik Faktörünün Göz Ardı Edilmesi

Ne olur: Gerçek gazların nasıl davrandığını dikkate almadan, yüksek basınçlı doğal gazı ölçmek için basit ideal gaz yasasını uygularsınız.

Sonuç: Basınç 50 barın üzerine çıktığında ölçüm hataları kolaylıkla %5-15'e hatta daha da yükseğe ulaşabilir ve ayrıca böyle yüksek basınç değerlerinde gaz akış sensörü bozulabilir.

Çözüm: Yüksek basınçlı uygulamalarda veya gazın ideal şekilde davranmadığı durumlarda her zaman Z faktörü düzeltmelerini dahil edin.

3. Nem İçeriğini Göz Ardı Etmek

Ne olur: Islak gazı, su buharı içeriğini göz ardı ederek, tamamen kuru gazmış gibi ölçeriz.

Sonuç: Aşırı gaz hacmi, yanlış malzeme dengesi, düşük ölçüm doğruluğu veya faturalama sorunları.

Çözüm: silverinstruments.com'dan gaz akış ölçer sorgularken gazın ıslak mı yoksa kuru mu olduğunu belirtin. Aslında çoğu gaz akış ölçer teknolojisinin ıslak gaz ölçümündeki performansı düşüktür. Gerektiğinde ıslak gaz için özel olarak tasarlanmış nem ayırıcıları veya ölçüm cihazları kullanın.

4. Yanlış Sıcaklık Telafisi Kurulumu

Ne olur: Zayıf termal temas veya sıkışmış hava olan yerlere sıcaklık sensörleri takmak.

Sonuç: Yanlış sıcaklık okumaları telafi hatalarına neden olur.

Çözüm: Üreticinin kurulum uygulamalarını izleyin ve yeterli daldırma ve termal bileşik ile uygun boyuttaki termo kuyuları kullanın.

5. Karıştırma Ölçüm Standartları

Ne olur: Bir satıcının Sm³/h (15°C'de) kullandığı ve diğerinin Nm³/h (0°C'de) kullandığı teklifleri, aralarında dönüşüm yapmadan karşılaştırırız.

Sonuç: Farklı fiyatlar görmenizin nedeni, yanlış ürünleri karşılaştırmanızdır. Bu da yanlış ekipman seçimlerine yol açar.

Çözüm: Karşılaştırmadan önce tüm spesifikasyonları her zaman aynı referans koşullarına dönüştürün.

Endüstri Uygulamaları

Akış ölçümü söz konusu olduğunda farklı sektörlerin kendine özgü ihtiyaçları vardır. İşte farklı uygulamaların kendilerine özgü zorluklarla nasıl başa çıktığı:

1. Doğal Gaz: Faturalandırma ve Saklama Transferi

Doğal gaz akış ölçümü

Gereksinim: Faturalandırma için standart akış ölçümü (tipik olarak 15°C, 101,325 kPa)

Temel Zorluklar:

• Çok değişen yüksek basınç (20-70 bar)
• Sıcaklık mevsimlere göre değişir
• Para transferleri için ±0,5% doğruluk oranına sahip olmalıdır

Çözüm: Otomatik basınç sensörü ve sıcaklık sensörü kompanzasyonlu türbin. Veya doğrudan doğal gaz (NG) kütle akışını ölçebilen Coriolis akış ölçerleri kullanabilirsiniz.

2. Basınçlı Hava Sistemleri: Enerji Yönetimi

Basınçlı hava akışı ölçümü

Gereksinim: Sızıntı tespiti ve verimlilik izleme için gerçek basınçlı hava akışı ölçümü

Temel Zorluklar:

• Çok değişken talep kalıpları (%50-100 dalgalanma)
• Pik kullanım sırasında basınç düşüşleri
• birçok lokasyon için uygun maliyetli izleme gerektiriyor

Çözüm: Termal kütle akış ölçer veya girdap akış ölçer (iyi fiyat/performans)

Faydaları : Sızıntıları erken yakalayarak enerji israfını %20-30 oranında azaltabilir

3. Kimyasal Tesisler: Proses Kontrolü ve Malzeme Dengesi

Gereksinim: Birçok tesiste stokiyometrik hesaplamalar için yaygın olarak kullanılan normal akış ölçümü (0°C, 101,325 kPa)

Temel Zorluklar:

• Hassas oran kontrolü gerektiren çoklu gaz besleme akışları (±2-5%)
• Aşındırıcı veya tehlikeli gaz akımları
• Malzeme dengesi kapatma gereksinimleri

Çözüm: Kütle için Coriolis ölçerler veya termal kütle akış ölçer; kritik süreçler için yedek ölçerler

4. Yarı İletken Üretimi: Özel Gaz Kontrolü

Termal kütle akış kontrolörleri (MFC)

Gereksinim: SCCM'de (Standart Santimetreküp/Dakika) ölçülen ultra hassas kütle akış kontrolü

Temel Zorluklar:

• Çok düşük akış hızları (tipik olarak 0,1-1000 SCCM)
• Ultra yüksek saflık gereksinimleri (%99,9999+)
• Pahalı özel gazlar (silan, arsin, vb.)
• Hızlı tepki süresi gereksinimleri (<1 saniye)

Çözüm: ±%1,0 okuma doğruluğu ve ±%0,2 tekrarlanabilirliğe sahip termal kütle akış kontrolörleri (MFC)

5. Çevresel İzleme: Emisyonlar ve Alev Gazı

Birincil Gereksinim: Mevzuata uygunluk raporlaması için standart hacimsel akış

Temel Zorluklar:

• Ölçümü etkileyen değişken gaz bileşimi
• Yüksek sıcaklıklar (parlama uygulamalarında 400°C'ye kadar)
• Aşındırıcı yanma ürünleri
• Dış mekan kurulum koşulları

Çözüm: Ultrasonik (müdahalesiz), DP akış ölçer veya termal kütle ölçerler; gaz bileşimini kontrol etmek için örnekleme sistemleri

Çözüm

Bu kılavuzun gerçek, standart ve normal gaz akışları arasındaki kritik farkları anlamanıza yardımcı olmasını umuyoruz, böylece şunları yapabilirsiniz:

✓ Gaz akış gereksinimlerini doğru şekilde belirtin
✓ Uygun boyutta gaz akış ölçerleri seçin
✓ Maliyetli ölçüm hatalarından kaçının
✓ Doğru faturalandırma ve süreç kontrolünü sağlayın
✓ Gaz ölçüm sisteminizin performansını optimize edin

Gaz akış ölçümü projelerimizin başarılı olmasını istiyorsak, bu temelleri iyi anlamamız gerekir. İster yeni bir sistem tasarlıyor, ister sorunları gideriyor veya performansı optimize ediyor olun, gerçek, standart ve normal akışlar arasındaki fark, ölçüm sisteminizin her bölümünü etkiler.

Belirli Başvurunuzla İlgili Yardıma mı İhtiyacınız Var?

Silver Automation Instruments'taki deneyimli mühendislerimiz, gaz akışı ölçüm ihtiyaçlarınız için doğru çözümü seçmenize yardımcı olmak için buradadır.

Bize e-posta gönderin: sales@silverinstruments.com

Whatsapp: +86 18936759191