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Eine häufig gestellte Frage ist: Was ist der Unterschied zwischen Volumenstrom und Massendurchfluss? Und wann braucht man welche Art der Messung? Bei der Messung von Druckluft und technischen Gasen wie Argon, CO2 und Stickstoff hat die Messung des Massendurchflusses klare Vorteile gegenüber der Messung des Volumendurchflusses. Dieser Artikel gibt Ihnen einen Einblick in beide Messprinzipien und zeigt Ihnen, wann Sie welches Messprinzip verwenden sollten. Außerdem erfahren Sie, wie Sie die eine Einheit in die andere umrechnen können.
Was ist ein Volumenstrom?
Der volumetrische Durchfluss, der auch als tatsächlicher Durchfluss bezeichnet wird, ist das Volumen des Mediums, das sich pro Zeiteinheit bewegt. Gängige Einheiten für den Volumendurchfluss sind m3/h, m3/min, CFM oder ACFM. Das Volumen ist eine Substanz, die einen dreidimensionalen Raum einnimmt. Handelt es sich bei dem Volumen um ein Gas, so dehnt es sich bei Temperatur- und/oder Druckunterschieden aus oder schrumpft. Wenn die Temperatur erhöht wird, vergrößert sich der vom Volumen eingenommene Raum. Wenn der Druck steigt, nimmt das Volumen ab. Bei der Messung des Volumendurchflusses müssen daher die Gastemperatur und der Gasdruck berücksichtigt werden.
Was ist ein Massendurchfluss?
Der Massenstrom ist das Maß für die Bewegung einer Masse pro Zeiteinheit. Diese Masse wird durch die Anzahl der Moleküle in einer Substanz dargestellt. Die Masse eines Gases ändert sich nicht bei Änderungen von Temperatur und Druck, das Gewicht bleibt gleich. Der Massendurchsatz kann z. B. durch kg/h und lb/min ausgedrückt werden. Gasmesseinheiten werden in Standardkubikmeter pro Stunde(m3n/hr) oder Standardkubikfuß pro Minute(SCFM) berechnet. In diesem Artikel erfahren Sie mehr über Massendurchfluss und Berechnungen.
Wie vergleicht man flowmeter Ergebnisse?
Wahrscheinlich haben Sie in Ihrer Anlage mehrere Durchflussmesser installiert. Zum Beispiel einen in der Nähe des Kompressors und einen anderen in der Produktionshalle. Wie können Sie die Ergebnisse zwischen den beiden Durchflussmessern vergleichen? Schließlich sind Druck und Temperatur unterschiedlich, wie in dieser Grafik zu sehen ist. Ihr Vorgehen hängt davon ab, welche Art von flowmeter Sie haben.
- Volumetrisch flowmeter: Druck und Temperatur müssen bei den Berechnungen berücksichtigt werden. Das macht den Vergleich nicht einfach.
- Masse flowmeter (mit denselben Referenzbedingungen): Sie können die Ergebnisse direkt vergleichen, ohne dass eine zusätzliche Berechnung erforderlich ist.
Wann ist ein volumetrisches flowmeter oder ein Massenmessgerät zu verwenden? flowmeter
Volumetrische Durchflussmesser werden empfohlen, wenn der volumetrische Durchfluss des Gases gemessen wird und keine hohe Genauigkeit erforderlich ist. Beim Vergleich der Ergebnisse erfordert ein Volumenzähler flowmeter jedoch eine zusätzliche Temperatur- und Druckkompensation. Massendurchflussmesser hingegen messen die Durchflussmenge unabhängig von Gasdruck und Temperatur. Massendurchflussmessungen sind daher zuverlässiger und bieten eine höhere Genauigkeit und Wiederholbarkeit.
Umrechnung von Massendurchfluss in Volumendurchfluss
Es ist klar, dass Massendurchflussmesser viele Vorteile haben. Viele Menschen in der Industrie sind jedoch immer noch an Volumenströme gewöhnt. Das liegt daran, dass die meisten Messgeräte traditionell in Volumenströmen messen. Glücklicherweise kann ein Massedurchflussmesser flowmeter problemlos Volumendurchflüsse liefern. Dies wird erreicht, indem das Volumen (auch bekannt als der Rohrdurchmesser) zu flowmeter addiert wird.
Die Bedeutung von Referenzbedingungen
Referenzbedingungen definieren die Masse eines Gases bei einer bestimmten Temperatur und einem bestimmten Druck. Diese Informationen sind beim Vergleich von Ergebnissen von entscheidender Bedeutung. Werden sie nicht berücksichtigt, können die Ergebnisse um bis zu 10 Prozent abweichen. Dies gilt insbesondere für den Massendurchfluss, da die Masse von 1m3 Gas durch Druck und Temperatur definiert ist. Haben Sie den Massendurchfluss in einen Volumendurchfluss umgerechnet? Auch dann sind die Referenzbedingungen noch wichtig. Lesen Sie hier mehr über die häufigsten Gründe für fehlerhafte Luftstrommessungen.
Europäische Referenzbedingungen
Eine gängige europäische Referenz ist 0°C und 1,013 bar. Dies kann als die normale Referenzbedingung bezeichnet werden. Die normale Referenzbedingung wird durch ein "n" als tiefgestelltes Zeichen in der Einheit gekennzeichnet, zum Beispiel mn/sec oder m3n/hr.
Beachten Sie, dass die europäische Standardreferenzbedingung nicht der einzige Standard in der Industrie ist. Eine andere europäische Standardreferenzbedingung ist bei 20°C und 1,013 bar vorgesehen. Diese Standardreferenzbedingung wird durch ein "s" als tiefgestelltes Zeichen in der Einheit angezeigt, wie ls/min.
Amerikanische Referenzbedingungen
Die amerikanische Standardreferenzbedingung ist nicht mit der europäischen Normalreferenz identisch. Sie ist mit einem "S" als ersten Buchstaben in der Einheit gekennzeichnet, wie SCFM. Die Referenzbedingungen sind also 20°C und 1 bar.
ACFM (Abkürzung für 'actual cubic feet per minute') hingegen ist der volumetrische Durchfluss. Sowohl ACFM als auch SCFM werden zur Angabe von Kompressoren verwendet, daher sollten Sie den Unterschied kennen.
VPInstruments' Massendurchflussmesser
Massedurchflussmessungen bieten bei der Messung von Druckluft oder Gas erhebliche Vorteile. Um die Messergebnisse richtig zu analysieren, ist es wichtig, Äpfel mit Äpfeln zu vergleichen. Prüfen Sie daher immer die Maßeinheiten: Messen Sie den Volumendurchfluss oder den Massendurchfluss? Und wenn Sie Massendurchflussmessungen vergleichen, stellen Sie sicher, dass Sie die Referenzbedingungen überprüfen. Alle VPFlowScope-Durchflussmessgeräte messen den Massendurchfluss und liefern hochpräzise Durchflussmesswerte für Druckluft und Industriegase wie Stickstoff, CO2, Sauerstoff und mehr. Haben Sie noch Fragen zu diesem Thema? Zögern Sie nicht, unsere Experten zu kontaktieren!
