ความดันและอุณหภูมิส่งผลต่อการวัดการไหลของไฮโดรเจนอย่างไร

การวัดการไหลของไฮโดรเจนอาจมีความท้าทายมากกว่าการตรวจวัดก๊าซอุตสาหกรรมทั่วไปหลายชนิด ไฮโดรเจนมีความหนาแน่นต่ำมาก และการเปลี่ยนแปลงของความดันและอุณหภูมิอาจส่งผลกระทบอย่างมีนัยสำคัญต่อสถานะทางกายภาพและการไหลของปริมาตร

ด้วยเหตุนี้ จึงควรพิจารณาความดันและอุณหภูมิเมื่อเลือกและกำหนดค่าเครื่องวัดการไหลของไฮโดรเจนโดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อจำเป็นต้องแปลงค่าที่วัดได้เป็นการไหลมวลหรือการไหลตามปริมาตรมาตรฐาน

1. เหตุใดความดันและอุณหภูมิจึงมีความสำคัญ

ก๊าซสามารถอัดได้ ดังนั้นปริมาตรจึงเปลี่ยนแปลงเมื่อความดันหรืออุณหภูมิเปลี่ยนแปลง

สำหรับไฮโดรเจนในปริมาณเท่ากัน ปริมาตรการทำงานที่วัดได้อาจแตกต่างกันไปตามสภาวะความดันและอุณหภูมิที่ต่างกัน

ตัวอย่างเช่น ไฮโดรเจนที่ไหลผ่านท่อที่ความดันสูงจะมีปริมาตรน้อยกว่าไฮโดรเจนปริมาณเท่ากันที่ความดันต่ำกว่ามาก

อุณหภูมิก็มีผลเช่นเดียวกัน เมื่ออุณหภูมิของก๊าซเปลี่ยนแปลง ความหนาแน่นและปริมาตรของก๊าซก็เปลี่ยนแปลงไปด้วย

นี่คือสาเหตุที่การวัดการไหลของก๊าซมักต้องใช้ข้อมูลความดันและอุณหภูมิ เมื่อค่าสุดท้ายแสดงเป็นปริมาตรมาตรฐานหรือปริมาตรปกติ

2. ไฮโดรเจนมีความหนาแน่นต่ำมาก

ไฮโดรเจนเป็นก๊าซที่เบาที่สุดและมีความหนาแน่นต่ำกว่าก๊าซธรรมชาติมากภายใต้สภาวะที่เทียบเคียงได้

ความหนาแน่นต่ำสามารถสร้างความท้าทายสำหรับการวัดการไหลตามความเร็ว เนื่องจากก๊าซอาจมีความเร็วค่อนข้างสูง แม้ว่าอัตราการไหลของมวลจะมีไม่มากนักก็ตาม

ทำให้การเลือกหลักการวัดมีความสำคัญ

อาจพิจารณาเทคโนโลยีต่างๆ เช่น โคริโอลิส น้ำวน มวลความร้อน และวิธีการตรวจวัดการไหลของก๊าซอื่นๆ ทั้งนี้ขึ้นอยู่กับการใช้งาน

3. ความดันส่งผลต่อการวัดการไหลของไฮโดรเจนอย่างไร

โดยทั่วไปการเพิ่มแรงดันแก๊สจะทำให้ความหนาแน่นของแก๊สเพิ่มขึ้น

หากเครื่องวัดอัตราการไหลวัดอัตราการไหลตามปริมาตรภายใต้สภาวะการทำงานจริง การเปลี่ยนแปลงของความดันจะเปลี่ยนความสัมพันธ์ระหว่างปริมาตรและมวล

ดังนั้น หากความดันเปลี่ยนแปลงอย่างมีนัยสำคัญระหว่างการทำงาน ปริมาตรการทำงานที่วัดได้จะไม่สามารถเปรียบเทียบกับค่าปริมาตรมาตรฐานคงที่โดยไม่ใช้การชดเชยที่เหมาะสมได้

การวัดความดันจึงอาจใช้ร่วมกับเครื่องวัดการไหลหรือคอมพิวเตอร์การไหลเพื่อคำนวณการไหลที่ถูกต้องหรือทำให้เป็นมาตรฐาน

สำหรับระบบสูบจ่ายก๊าซ ควรเลือกการกำหนดค่าการวัดจริงตามเอาต์พุตที่ต้องการ:

• ปริมาณการไหลจริง

• ปริมาณการไหลมาตรฐาน

• ปริมาณการไหลปกติ

• การไหลของมวล

4. อุณหภูมิส่งผลต่อการวัดการไหลของไฮโดรเจนอย่างไร

อุณหภูมิยังเปลี่ยนแปลงความหนาแน่นและปริมาตรของก๊าซ

เมื่ออุณหภูมิเพิ่มขึ้น โดยทั่วไปก๊าซจะขยายตัว เมื่ออุณหภูมิลดลง ก๊าซจะหดตัว

หากระบบการวัดการไหลของไฮโดรเจนรายงานปริมาตรมาตรฐาน จะต้องพิจารณาอุณหภูมิในการทำงานเมื่อแปลงการไหลที่วัดได้เป็นสภาวะอ้างอิง

การวัดอุณหภูมิจึงสามารถรวมเข้ากับมิเตอร์วัดการไหลหรือจัดให้มีผ่านเซ็นเซอร์อุณหภูมิแยกต่างหาก ทั้งนี้ขึ้นอยู่กับการออกแบบระบบ

5. ความดันและอุณหภูมิทำงานร่วมกัน

ไม่ควรพิจารณาความดันและอุณหภูมิอย่างอิสระเสมอไป

สำหรับก๊าซ ความหนาแน่นจะขึ้นอยู่กับทั้งความดันและอุณหภูมิ

ความสัมพันธ์แบบง่ายสามารถแสดงเป็น:

ความหนาแน่น ∝ ความดัน / อุณหภูมิ

นี่เป็นการนำเสนอที่เรียบง่าย และการคำนวณก๊าซจริงอาจต้องใช้ปัจจัยความสามารถในการอัด โดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อสภาพการทำงานเบี่ยงเบนไปจากพฤติกรรมของก๊าซในอุดมคติอย่างมาก

ดังนั้น:

การวัดการไหล → ความดัน + อุณหภูมิ + คุณสมบัติของก๊าซ

อาจจำเป็นต้องได้รับผลลัพธ์มวลหรือปริมาตรอ้างอิงที่มีความหมายมากขึ้น

6. การไหลของปริมาตรจริงเทียบกับการไหลของปริมาตรมาตรฐาน

ความแตกต่างนี้มีความสำคัญอย่างยิ่งต่อการประยุกต์ใช้ไฮโดรเจน

ปริมาณการไหลจริง

นี่แสดงถึงปริมาตรที่ไฮโดรเจนครอบครองที่ความดันและอุณหภูมิจริงในท่อ

การไหลของปริมาตรมาตรฐานหรือปกติ

วิธีนี้จะแปลงปริมาณก๊าซที่วัดได้ให้เป็นความดันและอุณหภูมิอ้างอิงที่กำหนดไว้

อุตสาหกรรมและสัญญาที่แตกต่างกันอาจใช้เงื่อนไขอ้างอิงที่แตกต่างกัน ดังนั้นจึงต้องระบุมาตรฐานที่เลือกไว้อย่างชัดเจน

เครื่องวัดการไหลหรือคอมพิวเตอร์การไหลอาจใช้อินพุตความดันและอุณหภูมิเพื่อทำการแปลงนี้

7. เหตุใดเครื่องวัดอัตราการไหลของโบลิทาร์จึงน่าดึงดูดสำหรับไฮโดรเจน

เครื่องวัดอัตราการไหลของโบลิทาร์จะวัดการไหลของมวลโดยตรง แทนที่จะคำนวณมวลจากการไหลตามปริมาตรและความหนาแน่น

ซึ่งช่วยลดความซับซ้อนในการวัดโดยที่การไหลของมวลเป็นพารามิเตอร์ที่ต้องการ

เครื่องวัดโบลิทาร์สมัยใหม่หลายเครื่องสามารถให้ข้อมูลความหนาแน่นและอุณหภูมิได้เช่นกัน

อย่างไรก็ตาม การใช้ไฮโดรเจนยังคงต้องมีการประเมินอย่างรอบคอบเกี่ยวกับ:

• ช่วงการไหล

• ความดัน

• อุณหภูมิ

• ขนาดท่อ

• ความเข้ากันได้ของวัสดุ

• การเชื่อมต่อกระบวนการ

• ความแม่นยำที่จำเป็น

• ข้อกำหนดพื้นที่อันตราย

โบลิทาร์จึงไม่ใช่ตัวเลือกที่เหมาะสมสำหรับการใช้ไฮโดรเจนทุกครั้งโดยอัตโนมัติ

8. เครื่องวัดอัตราการไหลของน้ำวนสำหรับไฮโดรเจน

มิเตอร์วัดอัตราการไหลแบบวอร์เท็กซ์ยังสามารถใช้สำหรับการวัดก๊าซ รวมถึงไฮโดรเจน ขึ้นอยู่กับการใช้งานและการกำหนดค่าของมิเตอร์

หลักการของกระแสน้ำวนกำหนดการไหลจากความถี่ของกระแสน้ำวนที่เกิดขึ้นรอบๆ ตัวหน้าผา

เนื่องจากความหนาแน่น ความดัน และอุณหภูมิของก๊าซมีอิทธิพลต่อสภาพการทำงาน จึงต้องตรวจสอบการใช้งานโดยเทียบกับช่วงการวัดของมิเตอร์

ข้อมูลความดันและอุณหภูมิอาจใช้สำหรับการชดเชยหรือการแปลงเมื่อต้องการค่าปริมาตรมาตรฐานหรือค่าที่เกี่ยวข้องกับมวล

9. การวัดการไหลของไฮโดรเจนในระบบแรงดันสูง

การบีบอัด การจัดเก็บ และการขนส่งไฮโดรเจนอาจเกี่ยวข้องกับแรงกดดันที่เพิ่มขึ้น

ในการใช้งานเหล่านี้ เครื่องส่งสัญญาณความดันและมิเตอร์วัดการไหลจะต้องเหมาะสมกับสภาพการทำงานจริง

วัสดุเซ็นเซอร์ความดันก็มีความสำคัญเช่นกัน เนื่องจากไฮโดรเจนสามารถซึมผ่านวัสดุบางชนิดและอาจส่งผลให้วัสดุเสื่อมสลายที่เกี่ยวข้องกับไฮโดรเจน

ดังนั้นระบบการวัดจึงควรคำนึงถึงทั้ง:

ประสิทธิภาพการวัด

และ

ความเข้ากันได้ของวัสดุ

ควรเลือกเครื่องมือวัดความดัน อุณหภูมิ และการไหลเป็นระบบการวัดที่สมบูรณ์ แทนที่จะเป็นอุปกรณ์ที่เป็นอิสระอย่างสมบูรณ์

10. สิ่งที่ควรตรวจสอบก่อนเลือกเครื่องวัดอัตราการไหลของไฮโดรเจน

ก่อนที่จะขอใบเสนอราคา โปรดระบุ:

• สถานะไฮโดรเจน: ก๊าซหรือของเหลว

• การไหลขั้นต่ำ

• การไหลปกติ

• การไหลสูงสุด

• แรงดันใช้งาน

• แรงดันต่ำสุดและสูงสุด

• อุณหภูมิในการทำงาน

• อุณหภูมิต่ำสุดและสูงสุด

• ขนาดท่อ

• ผลลัพธ์ที่ต้องการ: มวลหรือปริมาตร

• เงื่อนไขอ้างอิงหากต้องการปริมาตรมาตรฐาน

• ข้อกำหนดด้านความแม่นยำ

• การจำแนกประเภทพื้นที่อันตราย

• การเชื่อมต่อกระบวนการ

• โปรโตคอลการสื่อสาร

สำหรับไฮโดรเจนเหลว สภาวะการแช่แข็งและการกักเก็บก๊าซที่เป็นไปได้ทำให้เกิดข้อควรพิจารณาในการวัดเพิ่มเติม

11. ปัญหาการวัดการไหลของไฮโดรเจนทั่วไป

การอ่านไม่เสถียร

การเปลี่ยนแปลงขนาดใหญ่ของความดัน อุณหภูมิ หรือความเร็วการไหลอาจทำให้การอ่านค่าไม่เสถียร ขึ้นอยู่กับเทคโนโลยีการวัด

ปริมาตรมาตรฐานไม่ถูกต้อง

สภาวะอ้างอิงที่ไม่ถูกต้องหรือการชดเชยแรงดันและอุณหภูมิที่หายไปอาจส่งผลให้ค่าการไหลที่แปลงแล้วไม่ถูกต้อง

การเทิร์นดาวน์ไม่เพียงพอ

การใช้งานไฮโดรเจนอาจมีช่วงการทำงานที่กว้าง ควรตรวจสอบมิเตอร์กับสภาวะการไหลทั้งต่ำสุดและสูงสุด

ความเข้ากันได้ของวัสดุ

เซ็นเซอร์ความดัน ซีล และวัสดุเปียกควรได้รับการตรวจสอบสำหรับการให้บริการไฮโดรเจน

ความเร็วก๊าซสูง

ความหนาแน่นของก๊าซต่ำอาจส่งผลให้เกิดความเร็วสูง ซึ่งอาจจำกัดช่วงการทำงานที่เหมาะสมของเทคโนโลยีที่ใช้ความเร็วบางอย่าง

บทสรุป

ความดันและอุณหภูมิเป็นปัจจัยสำคัญในการวัดการไหลของไฮโดรเจน เนื่องจากมีอิทธิพลต่อความหนาแน่นและปริมาตรของก๊าซ

ความสัมพันธ์พื้นฐานคือ:

ความดัน + อุณหภูมิ → ความหนาแน่นของก๊าซ → ความสัมพันธ์ระหว่างปริมาตร / มวล

สำหรับการใช้งานที่ต้องการปริมาตรมาตรฐานหรือปริมาตรปกติ อาจจำเป็นต้องมีการชดเชยแรงดันและอุณหภูมิ สำหรับการใช้งานที่ต้องการการไหลของมวลโดยตรง เทคโนโลยีการวัดการไหลของมวลที่เหมาะสมอาจทำให้ระบบการวัดง่ายขึ้น

เครื่องวัดอัตราการไหลของโบลิทาร์และกระแสน้ำวนสามารถพิจารณาใช้บริการไฮโดรเจนได้ แต่การเลือกขั้นสุดท้ายควรขึ้นอยู่กับความดัน อุณหภูมิ ช่วงการไหล ขนาดท่อ ความแม่นยำ และข้อกำหนดในการติดตั้ง

เราสามารถจัดหาโซลูชันการวัดการไหลของไฮโดรเจนจากผู้ผลิตเช่นEndress+Hauser, KROHNE, Rosemount และแบรนด์เครื่องมือทางอุตสาหกรรมอื่นๆพร้อมด้วยเครื่องส่งสัญญาณความดันและอุณหภูมิ

หากคุณกำลังเลือกเครื่องวัดอัตราการไหลสำหรับก๊าซไฮโดรเจน ให้ระบุช่วงการไหล ความดัน อุณหภูมิ และขนาดท่อเพื่อตรวจสอบการกำหนดค่า