Nm3 là gì? Quy đổi Nm3 sang m3: công thức và bảng tra

Một bộ đầu đốt (burner) từ nhà cung cấp Nhật về nhà máy. Datasheet ghi lượng không khí cháy là 1 000 Nm³/h, áp suất khí nén của nhà máy là 0,7 MPaG, còn lượng khí tiêu thụ của thiết bị khí nén ghi bằng L/min (ANR). Trước khi chọn quạt, ống gió hay đường ống khí nén, bạn cần biết các con số lưu lượng này có nghĩa gì ở nhiệt độ và áp suất thực tế của mình.

Trả lời ngắn: Nm³ (normal cubic meter, mét khối chuẩn) là thể tích khí đã quy về 0°C và 1 atm (101,325 kPa), nên nó cho biết có bao nhiêu khí. Muốn ra thể tích thực tế theo m³, nhân với một tỷ số nhiệt độ và một tỷ số áp suất. Trong đường ống khí nén 20°C, 0,5 MPaG (5 bar), 1 Nm³ không khí chỉ chiếm khoảng 0,18 m³. Nhầm hai đơn vị này thì đường ống hoặc máy nén có thể lệch gấp năm lần hoặc hơn.

Bài này giải thích Nm³ nghĩa là gì và người Nhật viết nó thế nào, công thức quy đổi và bảng tra nhanh, Nm³ khác Sm³, ANR, SCFM ra sao, các ví dụ tính cho khí nén, không khí cháy, khí thải và khí gas thành phố của Nhật, cùng danh sách kiểm tra và câu hỏi gửi phía Nhật.

Mục lục

1. Nm3 (mét khối chuẩn) là gì?
2. Công thức quy đổi Nm3 sang m3
3. Nm3 và Sm3, ANR, SCFM
4. Khi nào dùng Nm3, khi nào dùng m3
5. Ví dụ tính: không khí cháy, khí thải và khí gas thành phố
6. Danh sách kiểm tra khi đọc datasheet và catalogue của Nhật
7. Giới hạn của bài viết
8. Hỏi đáp (FAQ)
9. Nguồn tham khảo

Nm3 (mét khối chuẩn) là gì?

Nm³ là đơn vị chỉ lượng khí: thể tích mà khí đó sẽ chiếm ở áp suất khí quyển và 0°C. Chữ "N" là "normal", nghĩa là một trạng thái chuẩn cố định, được thêm vào m³ (mét khối).

Ở nhà máy Nhật, người ta đọc là norumaru-ryube. Ryube là cách đọc ngoài hiện trường của ritsubei, dạng viết tắt của "mét khối", nên cả cụm đơn giản là "mét khối chuẩn". Cách viết không cố định: có tài liệu viết m³N (đọc là ryube-norumaru) thay cho Nm³. Lưu lượng được viết là Nm³/h (mỗi giờ) và Nm³/min (mỗi phút).

Cần một trạng thái chuẩn vì thể tích khí thay đổi theo nhiệt độ và áp suất. Phương trình trạng thái khí lý tưởng cho thấy mối quan hệ này, cũng là mối quan hệ nằm sau định luật Boyle và định luật Charles:

Lấy 1 Nm³ không khí. Ở áp suất khí quyển và 0°C, nó chiếm đúng 1 m³. Nung lên 100°C, nó nở ra khoảng 1,366 m³. Còn nếu giữ 0°C và tăng gấp đôi áp suất, nó co lại còn 0,5 m³.

Hình 1: Cùng 1 Nm³ không khí ở ba trạng thái

Lượng không khí không đổi. Chỉ có không gian nó chiếm là thay đổi.

Giá trị theo khí lý tưởng. Áp suất là áp suất tuyệt đối.

Ở cả ba trạng thái, lượng không khí bên trong là như nhau. Đó chính là ý nghĩa của Nm³: nó cho biết có bao nhiêu khí, chứ không cho biết khí đang chiếm bao nhiêu chỗ. Tính theo lượng chất, 1 Nm³ là khoảng 44,6 mol, vì 1 mol khí lý tưởng chiếm khoảng 22,414 L ở 0°C và 101,325 kPa (giá trị CODATA).

Hình 2: Nm³ và m³

Nm³ là một lượng. m³ là chỗ khí chiếm tại nơi nó đang có mặt.

Nm³ (mét khối chuẩn)

m³ (mét khối thực tế)

Cho biết điều gì

Nm³: lượng khí (tỷ lệ với số mol và khối lượng)

m³: thể tích thực tại nhiệt độ và áp suất tại chỗ

Trạng thái chuẩn

Nm³: 0°C, 101,325 kPa (1 atm), khí khô

m³: nhiệt độ và áp suất tại chỗ

Khi nhiệt độ hoặc áp suất đổi

Nm³: con số giữ nguyên

m³: tăng khi nhiệt độ tăng, giảm khi áp suất tăng

Dùng vào việc gì

Nm³: lượng không khí cháy, lượng khí nhiên liệu và nhiệt lượng, giới hạn khí thải, công suất quạt/máy thổi khí và khí

m³: vận tốc trong ống và ống gió, dung tích bồn, lượng gió quạt thực sự di chuyển

Đơn vị lưu lượng

Nm³: Nm³/h, Nm³/min, NL/min

m³: m³/h, m³/min, L/min

"Khí khô" theo cách định nghĩa nhiệt trị của khí nhiên liệu ở Nhật (tính trên 1 m³ khí khô ở 0°C và 101,325 kPa). Một số chuẩn tham chiếu, như ANR của thiết bị khí nén, có tính cả độ ẩm.

Nm³ là quy ước của ngành, không phải đơn vị SI. Nói chặt chẽ, N là ký hiệu của niutơn, nên "Nm³" có thể bị đọc thành niutơn nhân mét khối. Theo văn phong SI, điều kiện đo được gắn vào đại lượng chứ không gắn vào đơn vị (NIST SP 811); luật của Nhật cũng viết điều kiện bằng lời ("quy về nhiệt độ 0°C và áp suất 1 atm"). Dù vậy, Nm³ vẫn là cách viết phổ biến trong công nghiệp.

Công thức quy đổi Nm3 sang m3

Để quy đổi giữa Nm³ và m³, nhân với một tỷ số nhiệt độ và một tỷ số áp suất. Đổi nhiệt độ sang nhiệt độ tuyệt đối bằng cách cộng 273,15 vào °C, và đổi áp suất dư (gauge) sang áp suất tuyệt đối bằng cách cộng 101,325 kPa, rồi mới lấy tỷ số.

Dòng thứ nhất cho m³ thực tế từ Nm³. Dòng thứ hai cho Nm³ từ m³ thực tế. Hãy xác định mình đang có giá trị nào rồi mới chọn dòng. Làm tròn 101,325 thành 101,32 hoặc 101,3 hầu như không đổi kết quả.

Nếu hay nhầm chiều, hãy nghĩ theo vật lý: nhiệt độ cao hơn thì m³ tăng, áp suất cao hơn thì m³ giảm. Công thức này dùng được cho cả lưu lượng. Đưa Nm³/h vào thì ra m³/h; đưa Nm³/min vào thì ra m³/min.

Hình 3: Năm bước quy đổi Nm³ và m³

Hãy kiểm tra trạng thái chuẩn và loại áp suất trước khi động đến công thức.

BƯỚC 01Kiểm tra cơ sở tínhGiá trị trong datasheet, đồng hồ lưu lượng hay catalogue là Nm³, m³ thực tế, hay một cơ sở khác như ANR?

BƯỚC 02Kiểm tra loại áp suấtMPaG và kPaG là áp suất dư; MPa(abs) là áp suất tuyệt đối. Đổi hết sang kPa

BƯỚC 03Đổi sang giá trị tuyệt đối°C + 273,15; áp suất dư + 101,325 kPa

BƯỚC 04Nhân hai tỷ sốNm³ → m³: tỷ số nhiệt độ × tỷ số áp suất. Chiều ngược lại thì đảo tử số và mẫu số

BƯỚC 05Kiểm tra độ lớn kết quảKhí nén: m³ phải nhỏ hơn Nm³. Khí thải nóng: phải lớn hơn

Đồng hồ áp suất chỉ 0 ở áp suất khí quyển. Với phía chân không (số đọc âm), cũng cộng số đọc vào 101,325 kPa như vậy để ra áp suất tuyệt đối.

Lỗi phổ biến nhất là quên cộng áp suất khí quyển vào áp suất dư. Dưới đây là ba cách tính tỷ số áp suất cho không khí ở 0,5 MPaG:

Bỏ hẳn bước hiệu chỉnh áp suất thì bạn đánh giá thể tích khí nén lớn gấp khoảng sáu lần, nghĩa là chọn đường ống khí lớn hơn nhiều so với cần thiết.

Bảng dưới đây cho sẵn các hệ số tính từ cùng công thức. Nhân lưu lượng với hệ số là quy đổi được.

Hình 4: Bảng quy đổi Nm³ sang m³ (áp suất dư × nhiệt độ)

Ba cột bên trái cho m³ thực tế ứng với 1 Nm³. Ba cột bên phải cho số Nm³ có trong 1 m³ thực tế ở từng điều kiện.

Áp suất dư	1 Nm3 → m3			1 m3 → Nm3
	0°C	20°C	40°C	0°C	20°C	40°C
0 (khí quyển)	1,000	1,073	1,146	1,000	0,932	0,872
0,1 MPa (1 bar)	0,503	0,540	0,577	1,987	1,851	1,733
0,3 MPa (3 bar)	0,252	0,271	0,289	3,961	3,691	3,455
0,5 MPa (5 bar)	0,169	0,181	0,193	5,935	5,530	5,177
0,7 MPa (7 bar)	0,126	0,136	0,145	7,908	7,369	6,898
0,8 MPa (8 bar)	0,112	0,121	0,129	8,895	8,289	7,759
1,0 MPa (10 bar)	0,092	0,099	0,105	10,869	10,128	9,481

Tính theo khí lý tưởng, áp suất khí quyển 101,325 kPa, làm tròn đến 3 chữ số thập phân. Không tính độ ẩm. Ví dụ: 100 Nm³/h ở 0,5 MPaG và 20°C là 100 × 0,181 ≈ 18,1 m³/h.

Cách đọc bảng: trong khí nén 0,7 MPaG (7 bar) và 20°C, mỗi 1 m³ thể tích đường ống chứa khoảng 7,37 Nm³. Áp suất quyết định hệ số. Nhiệt độ ảnh hưởng ít hơn nhiều: chênh 20°C chỉ làm hệ số lệch khoảng 7%. Nếu trước hết bạn nhìn xem áp suất tuyệt đối gấp bao nhiêu lần khí quyển, kết quả sẽ không bao giờ lệch cả một bậc độ lớn.

Ví dụ tính: khí nén

Giả sử 100 Nm³/h khí nén chảy trong đường ống ở 40°C và 0,5 MPaG (500 kPaG). Lưu lượng thể tích thực tế là:

Vì khí bị nén, thể tích thực tế chỉ bằng khoảng một phần năm con số Nm³. Khi tính vận tốc trong đường ống, hãy dùng 19,3 m³/h.

Bây giờ tính chiều ngược lại. Một đường ống ở 25°C và 0,7 MPaG (700 kPaG) có lưu lượng thực tế 5 m³/min:

Đưa về 0°C và 1 atm, 5 m³/min trở thành 36,2 Nm³/min, gấp khoảng 7,2 lần. Dùng giá trị này khi so nguồn cấp với mức tiêu thụ khí của thiết bị ghi theo Nm³/min.

Máy nén khí và bình chứa khí nén là thiết bị chịu áp lực, nên việc vận hành chúng còn chịu các quy định an toàn theo Luật An toàn, vệ sinh lao động 2015 (Luật ATVSLĐ) và văn bản hướng dẫn. Bài này chỉ giải thích việc quy đổi đơn vị, không thay cho các quy định đó.

Nm3 và Sm3, ANR, SCFM

Nm³ dùng 0°C và 1 atm, nhưng Sm³ (standard cubic meter) thường dùng 15°C hoặc 20°C ở 1 atm. Nhiệt độ chuẩn phụ thuộc ngành, công ty và nhà sản xuất.

Chẳng hạn bảng quy đổi đơn vị của Osaka Gas đặt N ở 0°C và S ở 15°C. Theo cơ sở đó, 1 Nm³ = 1,055 Sm³ (288,15 ÷ 273,15). Chuẩn lệch 15°C thì con số của cùng một loại khí đổi khoảng 5%, lệch 20°C thì khoảng 7%. Hai giá trị cùng ghi "standard" vẫn có thể dùng điều kiện khác nhau. Để quy đổi sang Sm³, dùng cùng công thức, thay 0°C và 101,325 kPa bằng nhiệt độ và áp suất chuẩn đó. Nếu chuẩn có tính độ ẩm thì hơi nước còn gây thêm chênh lệch.

Catalogue thiết bị khí nén của Nhật còn hay dùng cơ sở thứ ba là ANR. SMC định nghĩa ANR là không khí ở 20°C, 100 kPa tuyệt đối và độ ẩm tương đối 65%, dẫn ISO 8778 và JIS B 8393, và viết sau đơn vị, như L/min (ANR). Chúng tôi chưa xác nhận được tiêu chuẩn TCVN tương ứng, nên hãy hỏi nhà cung cấp nếu hồ sơ yêu cầu TCVN.

Lưu lượng khí cấp ra của máy nén khí (free air delivery, FAD) thường cũng ghi ở điều kiện hút. Anest Iwata, hãng máy nén khí của Nhật, dùng 20°C, 0,1013 MPa và độ ẩm tương đối 65% làm điều kiện hút. Trong cùng tài liệu, họ nhân nhu cầu 500 NL/min (0°C, khô) với hệ số riêng 1,079 và chọn máy nén có công suất từ 540 L/min trở lên.

Nếu nhà máy có thiết bị xuất xứ Mỹ, bạn sẽ gặp SCFM (standard cubic feet per minute), cũng có vấn đề tương tự. "Standard" có thể là 60°F hay 68°F, trong số các nhiệt độ khác, và áp suất có thể là 14,696 psia (1 atm), 14,73 psia hoặc 1 bar. Một số định nghĩa còn quy định cả độ ẩm. Để tham khảo (tính của chúng tôi), 1 Nm³/h tương đương khoảng 0,622 SCFM ở 60°F và 14,696 psia, hoặc khoảng 0,632 SCFM ở 68°F và 14,696 psia (khí khô, lý tưởng). Hãy xác nhận nhà cung cấp máy nén hoặc đồng hồ lưu lượng dùng định nghĩa nào.

Hình 5: So sánh các trạng thái chuẩn thường gặp

Ai cũng gọi chuẩn của mình là "standard", nhưng nhiệt độ, áp suất và độ ẩm đều khác nhau.

Nm³ (normal)0°C / 101,325 kPa / khô. Lượng không khí cháy, nhiệt trị khí nhiên liệu, giới hạn khí thải, công suất máy thổi khí

Sm³ (standard)Thường 15°C hoặc 20°C / 1 atm. Do từng công ty hoặc ngành định nghĩa (ví dụ Osaka Gas dùng 15°C cho S)

ANR (thiết bị khí nén)20°C / 100 kPa tuyệt đối / RH 65%. Viết sau đơn vị, như L/min (ANR)

Điều kiện hút của máy nén khíVí dụ 20°C / 0,1013 MPa / 65%, do nhà sản xuất nêu. Là cơ sở của lưu lượng khí cấp ra (FAD) trong catalogue

Đồng hồ khí gas thành phố của Nhật (áp thấp)15°C / 103,325 kPa (áp suất dư 2 kPa). Số m³ trên hóa đơn gas được đo ở trạng thái này

Điều kiện thực tếNhiệt độ và áp suất tại chỗ. Vận tốc trong ống và ống gió, dung tích trong của bồn và bình chứa

ANR theo SMC, điều kiện hút theo Anest Iwata, S theo Osaka Gas, đồng hồ gas theo J-Net21 (Tổ chức Hỗ trợ Doanh nghiệp vừa và nhỏ và Đổi mới khu vực của Nhật). Cùng một tên có thể mang điều kiện khác nhau ở các tài liệu khác nhau.

Khi so sánh số liệu trong catalogue hoặc datasheet, hãy xác nhận mỗi con số dùng cơ sở nào. Tìm chữ "(ANR)" sau đơn vị, tiền tố hay hậu tố N, S, và nhiệt độ trong phần ghi chú. Với vận tốc trong ống gió, luôn đổi sang thể tích thực tế trước.

Khi nào dùng Nm3, khi nào dùng m3

Khi thiết kế hay chọn ống gió, quạt hoặc máy nén khí, không phải lúc nào cũng rõ nên dùng đơn vị nào. Quy tắc: cần thể tích thì dùng m³, cần lượng (khối lượng) khí thì dùng Nm³.

Ví dụ, vận tốc gió trong ống gió phụ thuộc nhiệt độ và áp suất thực của không khí đi qua, nên bạn tính bằng m³. Đốt cháy thì khác. Lượng oxy đầu đốt cần phụ thuộc vào lượng không khí chứ không phải thể tích của nó, nên không khí cháy được tính bằng Nm³, khí thải sinh ra cũng vậy.

Hình 6: Chỗ nào áp dụng m³, chỗ nào áp dụng Nm³

Cùng một loại không khí, nhưng chọn kích cỡ thiết bị thì dùng m³, đếm lượng khí thì dùng Nm³.

Lưu lượng khí cấp ra của máy nén thường được ghi ở điều kiện hút do nhà sản xuất nêu (20°C, RH 65%, v.v.), lệch vài phần trăm so với Nm³.

Cùng lý do đó, các số liệu thương mại và pháp quy ở Nhật thường tính theo Nm³. Nhiệt trị khí gas thành phố được cho trên 1 m³ khí ở 0°C và 101,325 kPa, còn tiêu chuẩn phát thải bụi và NOx của Nhật tính trên 1 m³ khí thải đã quy về 0°C và 1 atm.

Ở Việt Nam, đừng mặc định áp dụng cách này. Quy chuẩn khí thải công nghiệp của Việt Nam (như QCVN 19:2009/BTNMT) có thể dùng điều kiện chuẩn khác 0°C (thường gặp là 25°C và 760 mmHg), và còn có thể quy về nồng độ O₂ chuẩn. Hãy đọc điều kiện chuẩn ngay trong bản quy chuẩn đang có hiệu lực, rồi dùng cùng công thức ở trên với nhiệt độ và áp suất đó thay cho 0°C và 101,325 kPa.

Ví dụ tính: không khí cháy, khí thải và khí gas thành phố

Các bước tính vẫn như vậy ngoài khí nén. Gần áp suất khí quyển, bạn có thể coi áp suất dư bằng 0 và chỉ hiệu chỉnh theo nhiệt độ.

Không khí cháy ở 30°C

Đầu đốt lò hơi cần 1 000 Nm³/h không khí, và quạt gió cấp (forced-draft fan) hút không khí ở 30°C. Thể tích quạt thực sự phải đẩy là:

So với 0°C, với cùng số Nm³, quạt phải đẩy nhiều hơn khoảng 11% thể tích. Vì thế tải của quạt thay đổi giữa mùa hè và mùa đông khi nhiệt độ không khí hút vào đổi.

Khí thải ở 200°C

Giờ là 1 000 Nm³/h khí thải chảy trong đường khói ở 200°C:

Khí thải nóng chiếm thể tích gấp khoảng 1,7 lần thể tích chuẩn, vì vậy hãy chọn kích thước đường khói và ống dẫn theo m³/h thực tế.

Hình 7: 1 000 Nm³/h thành bao nhiêu m³/h thực tế

Cùng một lượng khí, nhưng thể tích thực tế của khí nén và khí thải nóng chênh nhau hơn mười lần.

0,7 MPaG, 20°C (khí nén)~136 m³/h

1 atm, 0°C (trạng thái chuẩn)1 000 m³/h

1 atm, 30°C (không khí cháy)~1 110 m³/h

1 atm, 200°C (khí thải)~1 732 m³/h

Giá trị theo khí lý tưởng. Giá trị ở 0,7 MPaG, 20°C dùng hệ số 0,136 trong bảng.

Số đọc đồng hồ khí gas thành phố của Nhật

Khi xem dữ liệu năng lượng của một nhà máy ở Nhật (ví dụ số liệu trụ sở gửi sang để so sánh), hãy lưu ý số m³ trên hóa đơn khí gas thành phố của Nhật là thể tích đã đi qua đồng hồ gas, không phải Nm³ ở 0°C và 1 atm. Theo J-Net21, đồng hồ gas áp thấp hiển thị thể tích ở 15°C và 103,325 kPa (áp suất dư 2 kPa), còn đồng hồ áp trung bình hiển thị thể tích ở 15°C và 102,306 kPa. Do đó hệ số quy đổi sang Nm³ là 0,9667 với đồng hồ áp thấp và 0,9571 với đồng hồ áp trung bình. Giải thích của J-Net21 dựa trên định nghĩa nhiệt trị của Tokyo Gas, nên với các công ty gas khác, hãy kiểm tra điều kiện đồng hồ trong tài liệu của chính công ty đó.

Các hệ số này khớp với công thức quy đổi. Với đồng hồ áp thấp:

Giả sử một đồng hồ áp thấp ghi 1 000 m³ trong một tháng. Nhiệt trị tiêu chuẩn của gas thành phố loại 13A là 45 MJ, tính trên 1 m³ khí ở 0°C và 101,325 kPa (Tokyo Gas).

Nhân thẳng số đọc đồng hồ với 45 MJ cho 45 000 MJ, tức là ước tính cao hơn khoảng 3%. Muốn ra đúng nhiệt lượng đầu vào hoặc suất tiêu hao năng lượng, hãy đổi sang Nm³ trước khi nhân nhiệt trị. Các mẫu báo cáo ở Nhật khác nhau về việc yêu cầu số đọc gốc hay số đã quy đổi, nên hãy làm theo ghi chú của từng mẫu.

Hình 8: Từ số đọc đồng hồ gas đến nhiệt lượng đầu vào

Nhân số m³ trên hóa đơn với một hệ số để ra Nm³, rồi nhân với nhiệt trị tiêu chuẩn.

Số đọc đồng hồ m³Áp thấp: thể tích ở 15°C, áp suất dư 2 kPa

× 0,9667Áp trung bình (có hiệu chỉnh áp suất): × 0,9571

Trạng thái chuẩn Nm³Khí khô ở 0°C, 101,325 kPa

× 45 MJ/Nm³Nhiệt trị tiêu chuẩn của 13A. 1 000 m³ ≈ 43,5 GJ

Hệ số theo J-Net21; nhiệt trị theo Tokyo Gas. Nhiệt trị và điều kiện đồng hồ có thể khác nhau tùy công ty gas và hợp đồng, nên hãy kiểm tra tài liệu của công ty gas.

Danh sách kiểm tra khi đọc datasheet và catalogue của Nhật

Dùng danh sách này khi một datasheet, đồng hồ lưu lượng hoặc catalogue của Nhật cho lưu lượng khí hoặc không khí:

• Datasheet: đơn vị lưu lượng (Nm³/h, m³/h, Sm³/h) và các ô nhiệt độ, áp suất vận hành
• Áp suất: áp suất dư (MPaG, kPaG) hay tuyệt đối (MPa abs)
• Đồng hồ lưu lượng: nhãn máy hoặc sách hướng dẫn cho biết có bù nhiệt độ và áp suất (hiển thị Nm³/h) hay không bù (hiển thị lưu lượng thực)
• Catalogue thiết bị khí nén: chữ "(ANR)" sau đơn vị, hoặc ghi chú như "quy về điều kiện hút"
• Định mức máy nén khí: nhiệt độ, áp suất và độ ẩm của điều kiện hút đứng sau con số FAD
• Sm³ hoặc SCFM: nhiệt độ và áp suất chuẩn được dùng
• Số liệu đồng hồ gas: đồng hồ áp thấp hay áp trung bình (có hiệu chỉnh áp suất hay không)
• Báo cáo khí thải theo QCVN: điều kiện chuẩn (nhiệt độ, áp suất, O₂ chuẩn) ghi trong bản quy chuẩn đang có hiệu lực

Nếu điều kiện không được ghi, đừng so sánh các con số như vậy; hãy hỏi bên phát hành. Chênh lệch 2–7% có thể làm việc chọn máy nén khí hoặc máy thổi khí lên hoặc xuống một cỡ. Quạt, máy thổi khí và máy nén khí cũng làm việc ở các dải áp suất khác nhau và cách ghi lưu lượng khí cũng khác nhau.

Câu hỏi gửi nhà cung cấp Nhật

• Lưu lượng này ghi theo Nm³ (0°C, 101,325 kPa, khô) hay theo cơ sở khác, như Sm³ hoặc ANR? Nhiệt độ, áp suất và độ ẩm của cơ sở đó là bao nhiêu?
• Áp suất trên datasheet là áp suất dư hay tuyệt đối?
• Nhiệt độ và áp suất vận hành thực tế ở cửa vào và cửa ra của thiết bị là bao nhiêu?
• Đồng hồ lưu lượng có bù nhiệt độ và áp suất không? Nếu có, lưu lượng hiển thị quy về điều kiện chuẩn nào?
• Công suất máy nén khí là FAD ở điều kiện hút phải không? Điều kiện hút cụ thể là gì?
• Có thể cho cùng lưu lượng đó theo m³/h thực tế ở điều kiện thiết kế, hoặc theo SCFM ở chuẩn của chúng tôi không?

Dưới đây là mẫu thư hỏi ngắn bằng tiếng Anh (ngôn ngữ làm việc thông thường với nhà cung cấp Nhật), bạn có thể chỉnh lại cho phù hợp:

Subject: Flow basis for [equipment tag] datasheet

Your datasheet lists the combustion air flow as 1,000 Nm³/h and the supply pressure as 0.7 MPa. Please confirm (1) the reference conditions for Nm³ (temperature, pressure, and whether dry or humid), (2) whether 0.7 MPa is gauge or absolute pressure, and (3) the actual inlet temperature and pressure at the design point. If possible, please also give the flow in actual m³/h at those conditions.

Giới hạn của bài viết

• Công thức và bảng coi khí là khí lý tưởng và khô. Độ ẩm, áp suất cao và khí gần ngưỡng ngưng tụ cần hiệu chỉnh thêm (xem phần hỏi đáp).
• Điều kiện chuẩn của Sm³, ANR, định mức máy nén khí và SCFM khác nhau theo công ty, ngành và tài liệu. Các ví dụ ở đây lấy từ nguồn ghi bên dưới; hãy luôn dùng định nghĩa ghi trên datasheet của bạn.
• Hệ số SCFM là kết quả tính của chúng tôi ở các điều kiện đã nêu, không phải giá trị trong một tiêu chuẩn.
• Hệ số và nhiệt trị của gas thành phố là giá trị của J-Net21 và Tokyo Gas. Các công ty gas và hợp đồng khác có thể khác.
• Bài chưa tổng hợp điều kiện chuẩn của từng quy chuẩn Việt Nam (QCVN) và chưa đối chiếu từng tiêu chuẩn TCVN. Hãy xem văn bản đang có hiệu lực.
• Việc chọn thiết bị, tuân thủ phát thải và an toàn thiết bị áp lực theo thông số dự án và quy định hiện hành. Bài này chỉ giải thích việc quy đổi đơn vị.

Hỏi đáp (FAQ)

Quy đổi Nm3/h sang m3/h như thế nào?

Dùng cùng công thức như với thể tích: nhân với (273,15 + T) / 273,15 và với 101,325 / (101,325 + P), trong đó T tính bằng °C và P tính bằng kPa áp suất dư. Ở 0,5 MPaG và 20°C, m³/h = Nm³/h × 0,181 và Nm³/h = m³/h × 5,53. Với các điều kiện khác, dùng bảng ở trên.

Nm3 khác Sm3 ở điểm nào?

Ở nhiệt độ chuẩn. Nm³ ở 0°C và 1 atm; Sm³ thường ở 15°C hoặc 20°C, tùy công ty hoặc ngành. Với S ở 15°C, 1 Nm³ = 1,055 Sm³. Để quy đổi sang Sm³ hoặc ANR, thay 273,15 và 101,325 trong công thức bằng nhiệt độ tuyệt đối và áp suất tuyệt đối của chuẩn đó.

Quy đổi Nm3 sang kg như thế nào?

Nhân khối lượng phân tử của khí (g/mol) với 44,6. Kết quả là khối lượng tính bằng gam trên mỗi Nm³, vì 1 Nm³ là khoảng 44,6 mol. Với không khí khô (khối lượng phân tử trung bình 28,97), con số này là khoảng 1,29 kg/Nm³, nên 100 Nm³/h không khí là khoảng 129 kg/h. Với không khí ẩm hoặc khí khác, tính lại theo khối lượng phân tử của chúng.

NL/min khác L/min (ANR) như thế nào?

NL/min là lưu lượng ở 0°C và 1 atm trên cơ sở khô. L/min (ANR) là lưu lượng ở 20°C, 100 kPa và RH 65%. Dùng áp suất hơi bão hòa của nước ở 20°C (khoảng 2,34 kPa, NIST), chúng tôi ước tính 1 m³ (ANR) chứa khoảng 0,91 Nm³ không khí khô. Vậy với cùng một lượng không khí, con số ANR lớn hơn khoảng 10%. Mỗi nhà sản xuất xử lý độ ẩm khác nhau (ví dụ cách chọn máy nén khí của Anest Iwata dùng hệ số 1,079), nên khi chọn thiết bị hãy làm theo ghi chú của catalogue.

Công thức quy đổi có dùng được ở áp suất cao không?

Có, với khí nén nhà máy thông thường đến khoảng 1 MPa. Công thức giả định khí lý tưởng. Theo số liệu NIST, hệ số nén Z của nitơ ở 20°C và 0,7 MPa tuyệt đối là 0,9984, sai khác dưới 0,2% so với khí lý tưởng. Với khí ở áp suất cao hơn nhiều, hoặc khí dễ hóa lỏng như propan, hãy hiệu chỉnh bằng hệ số nén Z.

Nguồn tham khảo

• Thể tích mol của khí lý tưởng ở 0°C và 101,325 kPa: NIST, "Molar volume of ideal gas (273.15 K, 101.325 kPa)" (CODATA 2022)
• Ghi điều kiện vào đại lượng chứ không vào đơn vị: NIST SP 811, Guide for the Use of the SI, Chapter 7 (7.4, 7.5)
• Lưu lượng khí thải quy về 0°C và 1 atm trong quy định phát thải của Nhật: e-Gov, Quy tắc thi hành Luật Phòng chống ô nhiễm không khí, Điều 4 và 5 (tiếng Nhật)
• Nhiệt trị tiêu chuẩn của 13A và trạng thái chuẩn: Tokyo Gas, "Chủng loại, nhiệt trị, áp suất và thành phần của gas thành phố" (tiếng Nhật)
• Điều kiện đồng hồ gas và hệ số quy đổi về trạng thái chuẩn: J-Net21 (SMRJ), Hỏi đáp về chênh lệch tổng nhiệt lượng gas thành phố (tiếng Nhật)
• Lượng gas thành phố sử dụng quy về trạng thái chuẩn: Tokyo Gas FAQ, quy đổi lượng gas thành phố sử dụng sang dầu thô (tiếng Nhật)
• m³(N) ở 0°C và m³(S) ở 15°C: Osaka Gas, Annual Report 2013, bảng quy đổi đơn vị
• ANR (20°C, 100 kPa, RH 65%; ISO 8778, JIS B 8393): SMC, Energy Saving Program Ver. 4.1, bảng thuật ngữ (tiếng Nhật)
• Lưu lượng khí cấp ra của máy nén khí và quy đổi từ trạng thái chuẩn: Anest Iwata, "Kiến thức cơ bản về khí nén" (tiếng Nhật)
• Dải điều kiện chuẩn của SCFM: Wikipedia, "Standard cubic feet per minute"
• Khối lượng riêng của nitơ (hệ số nén) và áp suất bão hòa của nước: NIST Chemistry WebBook, Thermophysical Properties of Fluid Systems
• Khối lượng phân tử trung bình của không khí (28,97 g/mol): NASA, Earth Fact Sheet
• Quy chuẩn khí thải công nghiệp của Việt Nam (tham khảo, chưa đối chiếu bản đang hiệu lực): QCVN 19:2009/BTNMT, Thư viện Pháp luật