为什么压降在地下应用中很重要

压降是一个重要的物理和财务考虑时,与亚大气压和真空应用。压降是由于流动路径中的摩擦阻力造成的管道压力损失。任何东西都会对流体流动造成一定程度的摩擦阻力,例如阀门、管件和油管,这就会导致压力损失。通过确定每个部分造成的压力降,您可以计算运行流程所需的压力。系统的总压降越低,运行它所需要的气体就越少,这为您节省了资金。

压降是如何工作的

静压会影响Alicat质量流量计的压降,在选择用于亚大气压的设备时,这一点很重要。Alicat设备通过测量层流叠加上的压差来计算流量。由于流动是层流的,我们可以用Hagen-Poiseuille方程来计算Alicat装置引起的压降。方程如下:

∆P= 8ηLQ/(πr^4)

Where:
ΔP = pressure drop
L = length of pipe
η = viscosity of the fluid
Q = volumetric flow rate
r = radius of pipe
π = mathematical constant Pi

因为Alicat质量流量计在内部测量压降,所以L和r对于每个流量装置都是恒定的。假设气体粘度(η)保持不变,压降随体积流率的增加而成正比增加。

ΔP ∝ Qη

之前的一篇博客文章中,我们解释了降低静压会增加流经系统的气体体积,从而增加体积流量。考虑到这一点,上面的关系表明,增加体积流量(由于静压的降低)也会增加压降。

为了简化这个概念,在下面的示例中,我将假设温度保持不变或不存在。假设我给一个气球充气,气球被吹得正好能穿过一根管子。然后我拿着同样的气球和管子在山上开车旅行,试图让气球穿过管子。由于我在较高的海拔,压缩气球内分子的压力较小,导致气球的大小和体积增大。我仍然可以让气球通过管道,但我必须施加更大的力,因为它现在占据了更多的体积,对管壁产生了更多的阻力。压降随静压的减小而增大。

适用于大气下测量流量计

理解静压和压降之间的这种关系将帮助您为您的次大气应用程序选择合适的质量流量装置。我们网站上的产品说明书提供了Alicat质量流量计和控制器在大气压力下的压降。假设我们需要找到一个可以测量的气体质量流量计最多500 sccm半个大气(½atm)的压力(约7.4 psia)。在我们之前的文章中,我们看到500年sccm成为1000年ccm½atm。由于我们的设备在默认情况下是为质量流量而不是体积流量设置大小,所以您需要增加设备的大小来适应增加的气体体积。

Pressure effects on air in motion

解决方案是选择一个1000-sccm设备(Alicat part number M-1SLPM-D),而不是500-sccm设备(M-500SCCM-D),然后请求一个定制范围,质量流量为500 sccm,体积流量为1000 ccm。这两种仪器在1atm处的全量程压降均为1psid。½atm, m – 500 – sccm d质量流量计的压降理论上双2 psid在满刻度,因为气体的体积增加了一倍。然而,使用更大的M-1SLPM-D计½atm 1 psid全面压降的结果。本质上,我们是倍增管大小,以适应一个气球,已翻倍的大小。¼atm,你需要M-2SLPM-D米射程2000 500 SCCM的质量流量和体积流量,由于体积流量是现在质量流量的4倍。

低压降质量流量计

现在,这是可行的如果你有足够的压力在你的次大气系统中通过流量计失去整个psi。如果我们看看可用压力½atm,超大M-1SLPM-D计的压降限制1 psid,或大约14%的可用的压力。它变得更紧在¼atm,超大M-2SLPM-D米再次引发1 psid压降,目前27%的可用的压力。这不是最理想的,尤其是当你的可用压力有限的时候。

Pressure drop increases as static pressure decreases. Choose a low pressure drop mass flow meter for use in subatmospheric applications.

压降随静压的减小而增大。选择低压降质量流量计用于大气下应用。

Whisper-series mass flow meter, shown with optional color display

啊哈!Alicat有一个解决方案:我们的MW系列低压损气体质量流量计非常适合这种情况,因为与我们的标准M系列气体质量流量计相比,它们的压降非常低。一个超大号的MW-1SLPM-D耳语计有一个压降的只有0.07 psid½atm和500 sccm,目前只有1%的可用的压力。在这些条件下,标准质量流量计和MW系列低压损气体质量流量计都能达到同样的精度,但是使用MW系列低压损气体质量流量计次大气系统时,在压力损失方面会给你更多的喘息空间。

艾里卡特Alicat提供先进的质量流量计质量流量控制器压力控制器压力传感器解决方案。

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