Как связаны между собой м3/мин и Нм3/мин

Анатолий

В некоторой литературе говорится, что производительность компрессора приводят, как правило, либо для условий (давление и температура газа) всасывания, либо для нормальных условий(давление 1 атм., температура 20 С). В последнем случае перед единицей объема ставят букву "н" (например, 5 нм3/мин).

В другой литературе - нормальный объем (при 0°C) на 8% меньше, чем объем при 20°C и нормальный объем потока (при 0°C) на 8% меньше, чем объем потока при 20°C!

Вопрос: нормальные условия - это давление 1 атм. и температура 20 С или давление 1 атм. и температура 0 С ?

Помогите пожалуйста найти связь между этими данными.

Заранее спасибо.

Vsevolod Kiselev

Уважаемый Анатолий,

Да, производительность компрессора всегда указывают по отношению к условиям всасывания. Однако, под "условями всасывания" самими по себе еще не подразумевается приведение объема к каким-либо конкретным условиям.

Приведение к условиям всасывания означает, что указанная производительность компрессора относится к тому воздуху, который он
1) забрал на сжатие (но не выдал в сжатом виде)
2) забрал при атмосферных (но здесь еще не указывается, что подразумевать под атмосферными) условиях

Т.е., если мы говорим, что производительность компрессора по всасыванию составляет 1 м³/мин, это значит, что компрессор забирает 1 м³/мин воздуха из атмосферы, и сжал какую-то его часть до определенного давления. Если он сжал весь кубометр, то объем, который будет занимать уже сжатый, находящийся под давлением воздух, составит, например, при избыточном давлении 8 бар - 0,1(1) м³. Но, повторюсь, при указании производительности указывается не тот объем, который воздух займет при определенном давлении, а тот объем, который он занимал до сжатия при атмосферных условиях.

Для винтовых компрессоров, разница между указанием "по всасыванию" и "по нагнетанию" незначительна и составляет доли процентов. Большинство производителей, и BOGE в том числе, указывают производительность винтовых компрессоров уже сразу по нагнетанию. Собственно, стандарт ISO 1217 и приложение C к нему, в соответствии с которым европейские производители выпускают компрессоры, допускает значительно большие отклонения от заявленной производительности, чем отклонения, которые возможны по конструктивным причинам (в зависимости от производительности, отклонение по ISO 1217 может составлять от 4 до 7% - чем больше производительность, тем меньшее отклонение допускается).

Для поршневых компрессоров, разница между всасыванием и нагнетанием намного больше (может достигать даже 40%), и в случае с поршневыми компрессорами обязательно нужно знать, указана ли производительность по всасыванию или по нагнетанию. Значительная разница объясняется конструктивными особеностями поршневых компрессоров - прежде всего, вредным пространством цилиндра. Мы, например, указываем для наших поршневых компрессоров сразу оба значения производительноси - и по всасыванию, и по нагнетанию. В любом случае, конечно, производительность указывается "приведенной к условиям всасывания".

Теперь, что касается собственно определения "условий всасывания". Как их указывать, излагается по-разному в различных стандартах. Наиболее общепринятыми являются DIN 1343 и ISO 2787 (есть еще ISO 2533).

DIN 1343 оговаривает, что "нормальные" условия - это температура 273,15 К (0 °C) и абсолютное давление 1,01325 бар. В этом случае, перед указанием единицы измерения объема ставится буква Н (кстати, большая, а не маленькая, как Вы написали - маленькая буква н значит "нано", т.е. 10^-9). Это принято называть нормальными условиями.

ISO 2787 оговаривает другие условия - а именно температуру всасывания 293,15 K (+20 °C). Эта же температура заложена в условия, при которых надлежит указывать производительность компрессоров по стандарту ISO 1217. В Европе, это называют "стандартными" условиями - в США терминология немного другая, и там "стандартными" принято называть условия при 70 °F (из имперской системы мер), а для, например, природного газа - 60 °F. Иногда, на имперскую систему ориентируются и британские производители. Букв в этом случае ставить перед обозначением единицы измерения не принято. Наши поставщики компрессоров и вспомогательного оборудования (BOGE, ZANDER), и, соответственно, наша компания, указывают производительность или пропускную способность, приведенную к этим "стандартным" условиям - т.е. к +20 °C.

В Европе вообще превалирующей является ссылка на атмосферные условия, как они оговариваются в ISO 2787 - т.е. +20 °C. "Нормальные" литры и кубометры у поставщиков оборудования в России - обычно просто по незнанию или невнимательности.

Для того, чтобы получить в трубопроводе какое-то давление, требуется взять определенное количество молекул (имеющее определенную массу), и уменьшить занимаемый ими объем (если говорить об изотермическом процессе - изменения температуры оставим за скобками) - что и делают объемные компрессоры. Чем ниже температура, тем выше плотность воздуха - при +20 °C она составляет 1,205 кг/м³, при 0 °C - 1,293 кг/м³. Когда говорят, что производительность компрессора составляет 1 Нм³/мин, имеют в виду, что компрессор мог бы сжать 1,293 кг воздуха при температуре 0 °C и создать этим воздухом определенное давление. Если температура составит 20 °C, то этот компрессор все равно заберет из атмосферы тот же объем воздуха (компрессор забирает из атмосферы определенный физический объем воздуха в единицу времени, который ему позволяет забрать конструкция элементов сжатия и скорость повторения циклов сжатия), но масса молекул, содержащихся в этом кубометре, будет составлять уже только 1,205 кг. Когда же мы говорим, что производительность составляет 1 м³/мин, мы имеем в виду температуру +20 °C - если она уменьшится, то молекул компрессор заберет на сжатие еще больше. Чем больше он заберет молекул - тем быстрее он сможет создать определенное давление.

Отсюда и берется это утверждение о том, что Нм³ меньше, чем м³ - не совсем на 8%, но около того. Конечно, не совсем корректно говорить, что один объем "меньше" другого - объем есть объем. Однако, можно сказать, что объемная производительность, указанная в Нм³/единица времени, относительно меньше, чем объемная производительность, указанная в м³/единица времени.
_________________
С уважением,
Потапов Сергей,
Технический специалист
ЗАО "Иммертехник"

Телефон/факс: +7 (499) 640 1015
E-mail: tonak@immertechnik.ru

Анатолий

Здравствуйте, Всеволод!

Получается, что "нормальные" условия - это температура 273,15 К (0 °C) и абсолютное давление 1,01325 бар, а температура 293,15 К (20°C) и абсолютное давление 1,01325 бар - это "стандартные" условия"?

Vsevolod Kiselev

Анатолий, здравствуйте,

Да, обычно принята такая терминология.
_________________
С уважением,
Потапов Сергей,
Технический специалист
ЗАО "Иммертехник"

Телефон/факс: +7 (499) 640 1015
E-mail: tonak@immertechnik.ru

Анатолий

Уважаемый, Всеволод!
Благодарю за помощь.

Александр

День добрый!
В продолжение темы об извечной "головной боли" Нм3 и м3...
Проектируется система форсуночного пневмосдува воды с поверхности листа. Согласно технической характеристике форсунки (по каталогу) - ее пропускная способность 32 Нм3/ч при Рраб.=5 бар. Всего форсунок - 50 шт., т.е. общий расход воздуха составит 1600 Нм3/ч. Вопрос в следующем: для выбора компрессора и системы осушки необходимо руководствоваться именно этим числом или необходимо привести его к обычным м3/ч, поделив его на 6 (5 бар изб + 1 бар атм)? Разница очень существенная - 1600 и 267 м3/ч.

Vsevolod Kiselev

Александр, здравствуйте,

Общепринятой является практика указания производительности и пропускной способности, приведенной к каким-либо условиям всасывания (как я писал выше, в Европе это избыточное атмосферное давление 0 бар и температура +20 °C, что принято обозначать как просто м³, или температура 0 °C, что принято обозначать как Нм³). Поэтому, я бы предположил, что и производитель этой системы обдува подразумевает, что форсунке нужно 32 Нм³/ч атмосферного воздуха, который компрессор сожмет до абсолютного давления 6 бар (т.е. после сжатия этот воздух будет занимать объем 5,33 м³). Тем более, что они указали расход как Нм³/ч - вполне возможно, что с "нормальными" кубометрами они намудрили, а литерой Н всего лишь хотели подчеркнуть, что имеется в виду приведенный к атмосферным условиям воздух.

Ну а если уж предположить, что они имели в виду уже рабочий объемный расход, т.е. что некое количество атмосферного воздуха будет сжато до абсолютного давления 6 бар и будет фактически после сжатия занимать объем 32 м³, то тогда 32 (или суммарный расход 1600 м³/ч) нужно не делить, а умножать - и на каждую форсунку придется 192 м³/ч - а на все 9600 м³/ч.
_________________
С уважением,
Потапов Сергей,
Технический специалист
ЗАО "Иммертехник"

Телефон/факс: +7 (499) 640 1015
E-mail: tonak@immertechnik.ru

Александр

Добрый день, Всеволод

Благодарю Вас за информацию.
Выяснилось, что на самом деле, расходная характеристика форсунки представлена в "кубах", приведенных к атмосферным условиям, соответственно значение 1600 м³/ч - основание для выбора оборудования пневмообеспечения.

З.Ы. Отдельное Спасибо за "КОМПЕНДИУМ". Помог разрешить еще несколько принципиальных вопросов.

ksv

[quote="Анатолий"]Здравствуйте, Всеволод!

Получается, что "нормальные" условия - это температура 273,15 К (0 °C) и абсолютное давление 1,01325 бар, а температура 293,15 К (20°C) и абсолютное давление 1,01325 бар - это "стандартные" условия"?[/quote]

Нормальные условия температура 293,15 К (20°C) и абсолютное давление 1,01325 бар - используются в газовой промышленности
ГОСТ 2939-63
Стандартные условия - 273,15 К (0 °C) и абсолютное давление 1,01325 бар - используются в технике вобщем

P.S. кстати на Западе часто стандартные это 15°C, обращайте внимание

ksv

Господа, только один вопрос:
в формулах изложеных на вашем замечательнейшем сайте расходы указаны для каких условий, рабочие на всасывании, рабочие на нагнетании, приведенные к стандартным...

у меня дожимной винтовой компрессор жмет газ с 0.3МПа до 5.0 МПа, разница между условиями существенная

Vsevolod Kiselev

ksv, здравствуйте,

Вообще-то, в ГОСТ 2939-63 не говорится, как называть описанные в нем условия - стандартными, нормальными, или еще как-то.

Вот что в нем говорится (Вы, я думаю, это и так знаете, но, возможно, кому-то еще будет интересно):

ГАЗЫ. УСЛОВИЯ ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ОБЪЕМА
...
...
...
1. Настоящий стандарт распространяется на газы и устанавливает условия для определения их объема при взаимных расчетах с потребителями.
2. Объем газов должен приводиться к следующим условиям:
а) температура 20°С (293,15°К);
б) давление 760 мм рт. ст. (101325 Н/м²);
в) влажность равна 0.
3. Объем газа, приведенный к условиям, указанным в п. 2, обозначается V_п.

Литера "п" в пункте 3 - это, похоже, именно "п", а не латинское "n" - может быть, имелось в виду сокращение слова "приведенные (к описанным условиям)". Но как создатели этого ГОСТа имели в виду называть эти условия, из его содержания не ясно.

Относительно Вашего вопроса:
У нас на сайте указываются расходы по нагнетанию, приведенные к стандартным условиям (т.е. к температуре 20°C и избыточному давлению 0 бар) - если не обозначено иначе. "Иначе", насколько я помню информацию на нашем сайте, бывает только на некоторых страницах о поршневых компрессорах (правда, формул на них нет) - например, на странице Дожимные поршневые компрессоры SRHV в разделе основных технических данных указано два расхода - один по всасыванию (эти компрессоры есть в двух вариантах, на давление всасывания 5 или 10 бар), другой по нагнетанию. Но, все равно, и тот, и другой расход указан приведенным к атмосферным ("стандартным") условиям.

Например, для Вашего дожимного компрессора, если бы на его вход подавался, скажем, 1 м³/мин атмосферного воздуха, сжатого в каком-то компрессоре 1ой стадии сжатия до давления 0,3 МПа, было бы указано "производительность по всасыванию 1 м³/мин". Соответственно, если бы он сжимал этот кубометр (точнее, объем, бывший когда-то кубометром при атмосферных условиях) воздуха до давления 5 МПа, было бы указано "производительность по нагнетанию 1 м³/мин".
_________________
С уважением,
Потапов Сергей,
Технический специалист
ЗАО "Иммертехник"

Телефон/факс: +7 (499) 640 1015
E-mail: tonak@immertechnik.ru

ksv

WEBhttp://forum.abok.ru/index.php?s=&showtopic=27985&view=findpost&p=263289WEB

Вот здесь очень здорово пояснили

Vsevolod Kiselev

А по-моему, не очень-то "здорово".

Вариант объяснения 1:

Существуют следующие определения объёма газа:
1. Рабочие условия - объём газа при измеренных температуре и давлении;
2. Нормальные условия (согласно ГОСТ 8.417-81 «Единицы физических величин») - объём газа при Т=273,15 К (0°С) и Р=101,325 кПа.
Выражение «нормальные условия» часто записывают сокращенно: «н. у.».

Вариант объяснения 2:

Газовая отрасль Российской Федерации при расчётах с потребителями использует стандартные атмосферные условия
(согласно ГОСТ 2939-63 "Газы. условия для определения объема") - объём газа при Тс=293,15 К (20°С) и Рс=101,325 кПа.
Именно они обозначаются: "нм3/ч".
(аналогичные "западные" нормы, "стандартом", принимают - объём газа при Т=288,15 К (15°С) и Р=101,325 кПа)

Во-первых, в одном посте дали два если не взаимоисключающих, то вносящих путаницу определения.

Во-вторых, как я уже писал чуть выше, в ГОСТ 2939-63 не оговаривается, что тамошние условия следует называть "нормальными" - во всяком случае, я там этого не увидел.

В третьих, под "стандартными" условиями в Европе подразумевается температура +20 °C, а не +15. В любых технических данных как, например, на оборудование BOGE и ZANDER, да и на оборудование других фирм в нашей области, расходы приводятся именно к +20 °C. Может быть, +15 °C используются в США? Но, по логике, там должны оперировать градусами Фаренгейта.

Я, как я уже излагал это выше в теме, а также и в соответствующей главе Компендиума Объем - стандартные и нормальные м³ , придерживаюсь варианта 1, т.е. того, что "нормальный" объем - это приведенный к 0 °C.

Но, пожалуй, действительно надо будет дописать в компендиум ссылки не только на западные стандарты, но и на ГОСТы.
_________________
С уважением,
Потапов Сергей,
Технический специалист
ЗАО "Иммертехник"

Телефон/факс: +7 (499) 640 1015
E-mail: tonak@immertechnik.ru