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Alicat质量流量与体积流量有什么区别

点击次数:1844发布时间:2019-09-02

许多客户向我们反映Alicat流量计的读数和转子流量计相比相差很多。

其实,转子流量计显示的是体积流量,Alicat的气体流量计是可以同时显示质量流量和体积流量。

1质量流量和体积流量的概念

我们先来给两个概念正名:

体积流量:是测量气体在被测压力和温度条件下流过仪器时所占据的三维空间。体积流量也被称为实际流量。由于气体是可压缩的,当压力或温度改变时,体积流量就会发生很大的变化。

质量流量:测量通过仪器的分子数量,不管这些分子占据多少空间。质量流量通常表示为标准化的体积流量。也就是在标准温度和压力条件下测量这些分子所占的空间量。(STP或者NTP)

下面三张图显示了在不同压力下,质量流量(SLPM)和体积流量(LPM)读数的差异:


2理想气体状态方程

理想气体状态方程

理想气体状态方程描述了静态气体的质量、体积、压力和温度之间的关系:PV=nRT
P = 静态压力
V = 体积
n = 摩尔质量
R = 气体常数
T = 温度

在所有其他因素不变的情况下,如果气体压强(P)增加2倍,气体体积(V)就减少2倍。
这是因为气体是可压缩的,当压力增加时,它们的分子彼此间的距离会更近。如果压力减少一半,体积就会增加一倍。
但无论静压的变化如何,摩尔质量(n,体积中粒子的数量)保持不变。

想象一个装满500cm3空气的灵活容器,处在一个大气压(约14.696 psia)和标准环境温度(25°C)下。
如果将这些条件定义为标准条件(STP),那么质量可以表示为标准体积(Scm3)。

如果体积压缩到250cm3,空气分子就会靠得更近,压力会增加到两个大气压。但空气分子的数量(摩尔质量)不变,还是500 scm3。

如果体积拉伸到1000cm3,一个大气压的原始压力减半至0.5个大气压。再将体积加倍至2000m3,压力就会减少到0.25个大气压。同样,质量保持不变,还是500Scm3。

在以上每个实例中,没有从容器中移除或者添加气体,因此容器中的空气质量永远不会改变。

3流量与理想气体状态方程

当空气以气体的形式运动时,单位时间内空气所占的实际空间(体积流量)会随着压力的变化而变化,其方式与静态空气相同。
管路压力加倍,体积流量就会减半,反之亦然。而单位时间内流动的空气分子数量(质量流量)没有变化。

 

4如何选择质量流量和体积流量

大多数Alicat流量仪表都同时提供质量流量和体积流量,因此用户可以针对各自的应用来选择合适的流量。
Alicat气体流量控制器允许对质量流量或者体积流量进行闭环控制。
(1)当流量测量或控制的焦点是气体本身时,选择质量流量。
无论压力条件如何,当需要监测分子数量时,质量流量测量是好方法。
气体混合的应用只有在质量流量控制模式下才能运作得好,它能保证组成气体的浓度相对于其他气体保持恒定。
气体计量交接也需要用质量流量测量,因为气体质量比它所占的空间因素更为关键。
(2)当测量或控制的焦点是气体体积时,选择体积流量。
在实际工艺条件下监测气流的组成时,体积流量是好方法。
工业卫生和环境空气监测也是适合用体积流量测量,因为其目标是在实际测量条件下量化空气体积内的颗粒数量。

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