化学、医薬品、食品の製造工程に、気体または液体の化合物を加えたいとする。このような液体を1キログラム（質量単位）加えるか、1リットル（容積単位）加えるかの違いはあるのだろうか？ この問題を詳しく見てみよう。
化学工業や食品工業の多くのプロセスは、質量に関連している。化学反応は、適切な質量比で添加される必要のある反応物や原料の質量に依存しています。また、ガス・石油事業の内外を問わず、カストディー・トランスファーのアプリケーションでは、交換される流体の質量がその価格を決定します。バッチプロセスでは供給される質量が重要ですが、連続プロセスではマスフローに依存します。
質量流量とは？
基本的に、質量流量とは、ある一定時間に流れる気体または液体の質量のことで、例えばキログラム毎時（kg/h）またはグラム毎秒（g/s）の単位で表される。同様に、体積流量とは、一定時間に流れる気体または液体の体積のことで、リットル毎時（l/h）または立方センチメートル毎秒（cm3/s）などの単位で表される。
質量流量と体積流量はどのように関係しているのですか？
流体の質量を扱う場合と体積を扱う場合では、挙動に違いがある。体積は温度や圧力のようなプロセス条件の変化の影響を受けるが、質量は影響を受けない。流れる」質量と体積についても同様である。
気体または液体の密度は、kg/dm3で表され、質量流量と体積流量を関係付ける。この密度は、温度と圧力に依存します。一般に、これらの流体は、温度が高いと密度が低くなり、圧力が高いと密度が高くなりますが、気体の場合は液体よりもその影響が大きくなります。体積流量は、質量流量を流体密度で割って得られる。体積流量は温度や圧力によって変化するが、質量流量は温度や圧力が変化しても一定である。
なぜ質量流量に体積単位を使うのか？
上記の論理に従えば、質量流量はg/h、mg/s などの質量単位で表されるべきです。しかし、ほとんどのユーザーは体積の単位で考え、作業する。質量流量を体積流量に変換する際に密度を使用するには、気体の密度値を使用する特定の圧力および温度条件を選択する必要があります。世界には、このような変換のための標準的な参照条件がかなり多く存在する。
覚えておいてください：
質量流量と体積流量の変換に使用する基準温度と基準 圧力にご注意ください。気体流量の基準条件（特に0℃と20℃の温度差）を取り違えると、7％の誤差が生じる可能性がありますので、これらの違いにご注意ください！
ブロンコストは以下の基準条件を用いている：
- 質量流量が添え字nでmln/minまたはm3n/hで表される場合、これは質量流量から体積流量への変換のために、温度0℃、圧力1atm（1013mbar）での流体密度が選択されることを意味する。添え字のnは、欧州式の 通常の基準条件を表す。
- これは、sccm（標準立方センチメートル毎分）またはslm（標準リットル毎分）の接頭辞「s」に対応し、温度0℃（32°F）、絶対圧力1atm（1013mbar、14.69psia）の米国標準条件を指す。
- 代替条件として、温度20℃、圧力1 atm（1013 mbar）の欧州標準参照条件が使用され、容積単位（mls/min、m3s/h）の添え字sで示される。これらの値は、海面での平均的な温度と圧力の条件に似ている。
参考条件のヨーロッパ式とアメリカ式の違い
質量流量と体積流量を測定し、制御するには？
当社では、気体や液体の流れを測定・制御するための質量流量計や体積流量 計を数種類取り揃えています。thermal またはCoriolis principle作動する計器は、それぞれ熱伝導率と質量慣性を通して流体の質量流量に直接関係します。
フルイダット流量計算機
質量流量・体積流量計の例
- Bronkhorstmini CORI-FLOW測定器は例えばmRNAワクチン製造において液体ワクチン成分を正確且つ再現性良く測定するために使用されます。液体の質量流量はグラム毎時(g/h)のような質量単位で直接表され、事実上温度や圧力の変動に依存しません。
- ES-FLOW超音波を使用して液体の体積流量を測定・制御します。ES-FLOWは流速を効果的に測定し、その流速に装置内部のチューブ断面を掛け合わせたものが体積流量となります。これらの装置は、例えばmeasure the amount of colouring agent, flavouring agent and acid that is supplied to a candy production process.ために使用されます。
- EL-FLOW Select マスフローコントローラはエアレーションと呼ばれるsupply air into the production of ice cream供給に使用されます。マスフローは通常mln/minとln/minで表されます。
- また新しいFLEXI-FLOW計器はサーマルマスフロー測定原理に従って作動します。TCS(チップセンサー)技術により、質量流量に加えてガス圧力の測定と制御が可能な非常にコンパクトな計器が製造されています。
質量流量が容積流量単位で表されている場合、計器流量単位の基準温度と圧力条件は常にブロンコスト社の校正証明書に記載されています。
もっと情報が必要ですか？
このテーマに興味がありますか？
