Ознакомьтесь с базовыми определениями ppm и мг/Нм³
В системах сжатого воздуха содержание остаточного масла является важным показателем чистоты газа. Для точного выполнения пересчёта единиц измерения прежде всего необходимо чётко уяснить физический смысл этих двух величин.
- млн⁻¹ (одна миллионная): При измерении содержания остаточного масла ppm обычно обозначает массовую долю (ppm w/w), то есть миллиграммы на килограмм (мг/кг). kg). Он показывает, сколько миллиграммов масла содержится в одном килограмме сжатого воздуха.
- мг/нм³ (миллиграммы на нормальный кубический метр): Это единица измерения объёмной концентрации, которая указывает, сколько миллиграммов масла содержится в одном стандартном кубическом метре воздуха при стандартных условиях (обычно — 0 °C и абсолютное давление 101,325 кПа).
Основные формулы пересчёта и их вывод
Массовое соотношение (мг/ kg Для перевода в объёмную концентрацию по массе (мг/Нм³) необходимо использовать плотность воздуха в стандартных условиях в качестве промежуточного звена.
В стандартных условиях (0℃ При давлении, равном одной стандартной атмосфере, плотность сухого воздуха составляет примерно1.293 kg /Нм³. Это означает, что масса одного стандартного кубического метра воздуха составляет 1,293 килограмма.
По определению, 1 ppm равен 1 мг/ kg Таким образом, в 1 стандартном кубическом метре воздуха при содержании остаточного масла 1 ppm масса масла составляет:
1 мг/ kg × 1.293 kg = 1,293 мг
Отсюда вытекает базовая формула пересчёта в стандартные условия:
1 ppm (мг/ kg) ≈ 1,293 мг/нм³
Напротив, если известно значение в мг/нм³, достаточно разделить его на 1,293, чтобы получить значение в ppm.
Влияние температуры и давления на результаты пересчёта
Вышеуказанная формула пересчёта основана на стандартных условиях (0℃ Однако в условиях промышленной эксплуатации состояние сжатого воздуха нередко изменяется, что напрямую влияет на его плотность и, соответственно, на коэффициенты пересчёта.
- Изменение температурыГаз при нагревании расширяется, а его плотность уменьшается. Например, при стандартной температуре 20 °C плотность сухого воздуха составляет около 1.205 kg /Нм³. В этом случае 1 ppm примерно равен 1,205 мг/Нм³.
- Изменение давления: Что касается массовой концентрации (в ppm), то изменение давления не влияет на её значение, поскольку массы масла и воздуха сжимаются в одинаковой пропорции. Однако для показателя мг/Нм³, поскольку Нм³ представляет собой объём, приведённый к стандартным условиям, фактическая объёмная концентрация при рабочих условиях изменяется с давлением, тогда как сама величина мг/Нм³ уже стандартизована и не зависит от текущего давления.
Следовательно, при проведении точных перерасчётов необходимо уточнить, соответствует ли принятая стандартная температура 0 °C или 20 °C, и выбрать соответствующее значение плотности воздуха.
Меры предосторожности при практическом применении
При ознакомлении со стандартами, касающимися сжатого воздуха, или с техническими параметрами оборудования следует учитывать следующие моменты:
- Подтвердить тип ppm: Убедитесь, что указанные ppm представляют собой массовую долю (мг/ kg). Если речь идёт об объёмной доле (ppmv), необходимо знать молекулярную массу или плотность масляного тумана; расчётный алгоритм в этом случае будет совершенно иным, а в инженерной практике для оценки остаточного масла объёмные доли применяются сравнительно редко.
- Единое стандартное состояние: Определения «стандартного состояния» в различных национальных или отраслевых стандартах могут различаться (например, 0 °C или 20 °C). Перед сопоставлением данных необходимо привести показатели к единой базовой температуре, чтобы избежать расчётных погрешностей.
- Влияние жидкой воды и маслаВышеприведённые расчёты основаны на сухом воздухе. Если в сжатом воздухе содержится значительное количество жидкой воды или масляных капель, фактическая плотность газа изменяется; в этом случае прямое применение формулы для плотности сухого воздуха приведёт к отклонениям.