質(zhì)量流量測(cè)量的是流經(jīng)儀器的氣體的質(zhì)量或重量。質(zhì)量流量(或單位時(shí)間內(nèi)的重量)單位為磅/小時(shí)(lb/hour)、公斤/秒(kg/sec)等。當(dāng)您的規(guī)格說(shuō)明流量單位為質(zhì)量單位時(shí),就沒(méi)有理由參考溫度或壓力。質(zhì)量不會(huì)因溫度或壓力而改變。
但是,如果您需要查看以體積單位(升/分鐘、立方英尺/小時(shí)等)表示的氣體流量結(jié)果,則必須考慮體積會(huì)隨溫度和壓力變化這一事實(shí)。為此,必須知道氣體的密度(克/升),而密度會(huì)隨溫度和壓力變化。
加熱氣體時(shí),分子的能量更大,移動(dòng)速度更快,因此當(dāng)它們相互撞擊時(shí),就會(huì)分散開(kāi)來(lái),因此對(duì)于相同數(shù)量的分子來(lái)說(shuō),體積是不同的。
想一想這個(gè)問(wèn)題: 0°C 時(shí)空氣的密度是 1.29 克/升。25°C 時(shí)的空氣密度為 1.19 克/升。兩者相差 0.1 克/升。如果您測(cè)量的是每分鐘 100 升的流量,而您沒(méi)有使用正確的密度因子,那么您將會(huì)有 10 克/分鐘的誤差。
體積也會(huì)隨壓力變化。想想一個(gè)容積為 1 升的氦氣球。如果您帶著這個(gè)氣球潛水,氣球表面的壓力會(huì)增加。氦氣的重量會(huì)發(fā)生什么變化?保持不變。體積(1 升)會(huì)發(fā)生什么變化?會(huì)縮小。
在質(zhì)量流量應(yīng)用中,為什么在以體積為基礎(chǔ)的術(shù)語(yǔ)升和立方英尺中包含 “標(biāo)準(zhǔn) ”一詞?
質(zhì)量流量計(jì)測(cè)量的是質(zhì)量......我們知道可以換算成體積。要使用密度,我們必須選擇一種(或標(biāo)準(zhǔn))溫度和壓力進(jìn)行計(jì)算。例如,在進(jìn)行這種計(jì)算時(shí),單位稱為標(biāo)準(zhǔn)升/分鐘 (SLM) 或標(biāo)準(zhǔn)立方英尺/分鐘 (SCFM),因?yàn)樵谟?jì)算體積時(shí),它們是以標(biāo)準(zhǔn)溫度和壓力 (STP) 為參照的。
通過(guò)本頁(yè)底部的示例,我們可以看到標(biāo)準(zhǔn)升可以有不同的定義。第一個(gè)氣球含有 0.179 克氦氣,溫度為 0°C,壓力為 760 托(密度為 0.179 克/升)。將氣球加熱到室溫,體積增加,但質(zhì)量沒(méi)有變化。體積不再是 1 升,而是 1.08 升。
因此,要定義 25°C 時(shí)的標(biāo)準(zhǔn)升氦氣,我們只需從第二個(gè)氣球中抽取一升,而這一升的重量?jī)H為 0.164 克。
如果將質(zhì)量流量計(jì)設(shè)置為 STP,溫度為 0°C,壓力為 760 托,當(dāng)它測(cè)量 0.179 克氦氣時(shí),結(jié)果為 1 SLM。如果將第二個(gè)質(zhì)量流量計(jì)設(shè)置為 STP,溫度為 25°C,壓力為 760 托,當(dāng)它測(cè)量 0.164 克氦氣時(shí),結(jié)果為 1 SLM。