1、二者的定义
标方体积定义
标方体积是指气体在标准状态(简称标况)下的体积。
•标准状态通常定义为:
•压力:101.325 kPa(1个标准大气压)
•温度:0°C(273.15 K)
•也称“标准立方米”或“Nm³”(normal cubic meter)。
特点
•固定的基准状态:标方体积不随实际温度和压力变化,因为它将所有气体转换到统一的基准条件。
•方便比较和计量:不同地点或条件下的气体体积可以通过转换到标况,进行统一的比较和计算。
应用
•计费和交易:天然气、电厂或工业中常以标方体积为计费单位。
•工艺设计:用于计算气体流量、储存容量等。
Nm³:标准立方,在特定的标准条件下测量的气体体积。通常,标准条件是指温度为0摄氏度(273.15K)和大气压为101.325千帕(1大气压)的状态。标立方表示的是气体在标准条件下的体积。在气体流量计中,标立方用于表示在标准条件下测量的气体流量,这样可以消除温度和压力变化对测量的影响,从而使得不同条件下的流量可进行比较。
工况体积定义
工况体积是指气体在实际工作条件下的体积。
•实际工作条件可能是管道中气体的温度和压力,也可能是某个设备或计量仪表运行时的特定状态。
特点
•与实际压力和温度有关:气体的体积会随着压力和温度变化而改变,因此工况体积是变量。
•不固定的状态:工况体积随时间和环境条件变化,例如管道输送气体时,由于压缩或膨胀,体积会变化。
应用
•用于气体输送、储存和实时流量监测。
•计量仪表经常直接测量工况流量或工况体积。
m³:立方,通用的体积单位,表示任何条件下的立方体体积。它不考虑气体的温度和压力,只表示物体占据的空间。
2、两种体积的使用范围
气体的体积随着温度和压力变化而变化,如果直接使用工况体积,不同环境条件下的计量数据无法直接比较。
•工况体积反映实际条件,便于现场监测和操作。
•标方体积作为统一基准,便于交易、统计和设计。
Nm³的作用气体压缩机或者风机,不同生产厂家生产的,或者是同一生产厂家的设备在不同地区使用,由于使用环境不同,厂家不同,如何确定设备是否达标,那么就需要一个标准来判断,那么Nm³就是这个统一标准的计量单位。
3、二者的换算方法
第一种换算方法:Nm³/h在环保中常用,许多环保标准均有表述,是指换算成标准状态下的体积流量,标态为温度273K(0度),压力101325Pa.不是293K。
可按下式简单换算:V标准/V实际=273/(273+T实际),V-体积流量T实际-实际气温,他们的关系需要的条件是你的m³/h具体是在哪个压力下,具体的温度是多少?P1V1/T1=P2V2/T2Nm³/h是在0度或20度,一个标准大气压下的标准流量,后者是在工作温度及工作压力下的流量.通常叫标立方,是标准状态下的排量。
第二种换算方法:Nm³是标准状态(1标准大气压,0度)时的体积,换算成m³用气体方程:P1*V1/T1=P2*V2/T2T是绝对温度(摄氏度+273.16)P是绝对压力(表压+大气压)
气体的体积转换基于状态方程,即理想气体状态方程:PV = nRT可以得到体积与温度、压力的关系:V=nRT/P
工况与标况体积的关系公式
将标况和工况的状态方程进行比对:
P1V1/T1=P2V2/T2
整理得倒
V1:标方体积,单位Nm3/h
V2:工况体积:单位m3/h
P1:标况压力(通常为101.325 kPa),单位Mpa(或Kpa,P2,P1单位要统一)
P2:工况压力(绝对压力,表压需加上环境大气压):单位:Mpa(或Kpa,P2,P1单位要统一)
T1:标况温度(通常为273.15 K)
T2:工况温度(绝对温度,单位为K=实际温度(℃)+273.15)
4、实际案例举例
情景
一根管道中输送天然气,测得工况条件下:
•工况体积流量:V2 = 500m3/h
•工况压力:P2= 200 {kPa}(绝对压力)
•工况温度:T2 = 20 t{°C}(即20+273.15=293.15 K)
将其转换为标方体积流量。
计算
已知:
•P1 = 101.325{kPa}
•T1 = 273.15{K}
带入公式:
计算:
V1≈500x1.974x0.932≈920Nm3/h结果
标方体积流量约为920Nm3/h
5. 注意事项
绝对压力:公式中的压力必须为绝对压力(即表压加上环境大气压)。
绝对温度:温度必须以开尔文(K)为单位计算。
计量设备校准:很多流量计直接输出标况流量,可能已经包含转换功能。
标况定义:某些国家或行业使用不同的标况定义(如温度20°C而非0°C),需要注意具体的定义。
6. 小结