流量转换器

流量转换器 — 从 L/s 到 CFM, GPM, kg/h 及更多

在 5 个类别的 51 种单位之间转换流量:体积流量 (L/s, gal/min, CFM)、质量流量 (kg/s, lb/h) 和专用单位 (桶/天, MGD)。包括质量-体积转换时的水密度考量。

为什么流量同时具有体积和质量单位
此工具可在体积流量 (L/s, gal/min, CFM, m³/h)、质量流量 (kg/s, lb/h, t/day) 和专用单位 (barrel/day, MGD, acre-ft/day) 等 56 种流量单位之间进行转换。无论您是在确定泵的尺寸、设计 HVAC 系统、分析化学过程,还是测量水处理厂,此转换器都能通过流体密度处理体积流量和质量流量之间的关键关系——这对于准确的工程计算和系统设计至关重要。

流量基础知识

流量
单位时间内通过某一点的流体体积或质量。两种类型:体积流量 (L/s, CFM, gal/min) 和质量流量 (kg/s, lb/h)。通过流体密度相关联!

体积流量

单位时间内的流体体积。单位:L/s, m3/h, gal/min, CFM (ft3/min)。最常用于泵、管道、HVAC。在体积测量范围内与流体类型无关。

  • L/s:公制标准
  • gal/min (GPM):美国管道系统
  • CFM:HVAC 气流
  • m3/h:大型系统

质量流量

单位时间内的流体质量。单位:kg/s, lb/h, t/day。用于化学过程。转换为体积需要知道密度!水 = 1 kg/L,油 = 0.87 kg/L,不一样!

  • kg/s:SI 质量流量
  • lb/h:美国工业
  • 转换体积需要密度!
  • 通常假设为水

体积流量 vs 质量流量

质量流量 = 体积流量 x 密度。1 kg/s 的水 = 1 L/s (密度 1 kg/L)。同样 1 kg/s 的油 = 1.15 L/s (密度 0.87 kg/L)。转换时务必检查密度!

  • m = ρ x V (质量 = 密度 x 体积)
  • 水:假设为 1 kg/L
  • 油:0.87 kg/L
  • 空气:0.0012 kg/L!
快速摘要
  • 体积流量:L/s, gal/min, CFM (m3/min)
  • 质量流量:kg/s, lb/h, t/day
  • 通过密度关联:m = ρ × V
  • 水密度 = 1 kg/L (转换时假设)
  • 其他流体:乘以密度比
  • 为求准确,务必指明流体类型!

流量系统

公制体积流量

全球通用的 SI 单位。以升/秒 (L/s) 为基本单位。立方米/小时 (m3/h) 用于大型系统。毫升/分钟 (mL/min) 用于医疗/实验室。

  • L/s:标准流量
  • m3/h:工业用
  • mL/min:医疗用
  • cm3/s:小体积

美国体积流量

美国惯用单位。加仑/分钟 (GPM) 用于管道系统。立方英尺/分钟 (CFM) 用于 HVAC。液体盎司/小时用于小流量。

  • GPM:管道标准
  • CFM:气流 (HVAC)
  • ft3/h:气体流量
  • fl oz/min:配药

质量流量与专用单位

质量流量:kg/s, lb/h 用于化工厂。桶/天 (bbl/day) 用于石油。MGD (百万加仑/天) 用于水处理。英亩-英尺/天用于灌溉。

  • kg/h:化学工业
  • bbl/day:石油生产
  • MGD:水处理厂
  • acre-ft/day:灌溉

流量的物理学

连续性方程

管道中流量恒定:Q = A x v (流量 = 面积 x 速度)。窄管 = 流速快。宽管 = 流速慢。通过的体积相同!

  • Q = A × v
  • 面积越小 = 速度越高
  • 体积守恒
  • 不可压缩流体

密度与温度

密度随温度变化!水在 4°C 时:1.000 kg/L。在 80°C 时:0.972 kg/L。这会影响质量-体积转换。务必指明条件!

  • ρ 随 T 变化
  • 水密度在 4°C 达到峰值
  • 热流体密度较低
  • 指明温度!

可压缩流

气体会压缩,液体不会。空气流量需要压力/温度校正。标准条件:1 atm, 20°C。体积流量随压力变化!

  • 气体:可压缩
  • 液体:不可压缩
  • STP:1 atm, 20°C
  • 需为压力进行校正!

常见流量基准

应用典型流量备注
花园软管15-25 L/min (4-7 GPM)住宅浇水
淋浴喷头8-10 L/min (2-2.5 GPM)标准流量
厨房水龙头6-8 L/min (1.5-2 GPM)现代低流量
消防栓3,800-5,700 L/min (1000-1500 GPM)市政供应
汽车散热器38-76 L/min (10-20 GPM)冷却系统
静脉注射 (医疗)20-100 mL/h患者补水
小型水族箱泵200-400 L/h (50-100 GPH)鱼缸循环
家用空调机组1,200-2,000 CFM3-5 吨系统
工业泵100-1000 m3/h大规模输送

实际应用

HVAC 与管道系统

HVAC:使用 CFM (立方英尺/分钟) 表示气流。典型住宅:每吨空调 400 CFM。管道系统:使用 GPM 表示水流。淋浴:2-2.5 GPM。厨房水龙头:1.5-2 GPM。

  • 空调:400 CFM/吨
  • 淋浴:2-2.5 GPM
  • 水龙头:1.5-2 GPM
  • 马桶:1.6 GPF

石油与天然气工业

石油产量以桶/天 (bbl/day) 计算。1 桶 = 42 美国加仑 = 159 升。管道:m3/h。天然气:标准立方英尺/天 (scfd)。

  • 石油:bbl/day
  • 1 bbl = 42 gal = 159 L
  • 管道:m3/h
  • 天然气:scfd

化学与医疗

化工厂:质量流量为 kg/h 或 t/day。静脉注射:mL/h (医疗)。实验室泵:mL/min。质量流量对反应至关重要 - 需要精确的量!

  • 化学:kg/h, t/day
  • 静脉注射:mL/h
  • 实验室泵:mL/min
  • 质量至关重要!

快速计算

GPM 转换为 L/min

1 加仑 (美国) = 3.785 升。快速:GPM x 3.8 ≈ L/min。或:GPM x 4 进行粗略估算。10 GPM ≈ 38 L/min。

  • 1 GPM = 3.785 L/min
  • GPM x 4 ≈ L/min (快速)
  • 10 GPM = 37.85 L/min
  • 轻松转换!

CFM 转换为 m3/h

1 CFM = 1.699 m3/h。快速:CFM x 1.7 ≈ m3/h。或:CFM x 2 进行粗略估算。1000 CFM ≈ 1700 m3/h。

  • 1 CFM = 1.699 m3/h
  • CFM x 2 ≈ m3/h (快速)
  • 1000 CFM = 1699 m3/h
  • HVAC 标准

质量转换为体积 (水)

水:1 kg = 1 L (在 4°C)。所以 1 kg/s = 1 L/s。快速:对于水,kg/h = L/h。其他流体:除以密度!

  • 水:1 kg = 1 L
  • kg/s = L/s (仅限水)
  • 油:除以 0.87
  • 汽油:除以 0.75

转换如何运作

体积流量
所有体积流量直接转换:乘以转换因子。质量到体积需要密度:体积流量 = 质量流量 / 密度。务必检查流体类型!
  • 步骤 1:确定流量类型 (体积或质量)
  • 步骤 2:在同类型内正常转换
  • 步骤 3:质量到体积?需要密度!
  • 步骤 4:若未指定,则假设为水
  • 步骤 5:其他流体:应用密度校正

常用转换

因子示例
L/sL/min601 L/s = 60 L/min
L/minGPM0.26410 L/min = 2.64 GPM
GPML/min3.7855 GPM = 18.9 L/min
CFMm3/h1.699100 CFM = 170 m3/h
m3/hCFM0.589100 m3/h = 58.9 CFM
m3/hL/s0.278100 m3/h = 27.8 L/s
kg/sL/s1 (water)1 kg/s = 1 L/s (水)
lb/hkg/h0.454100 lb/h = 45.4 kg/h

快速示例

10 L/s → GPM= 158 GPM
500 CFM → m3/h= 850 m3/h
100 kg/h → L/h= 100 L/h (水)
20 GPM → L/min= 75.7 L/min
1000 m3/h → L/s= 278 L/s
50 bbl/day → m3/day= 7.95 m3/day

计算题示例

泵尺寸选择

需要在 10 分钟内装满 1000 加仑的储罐。泵的流量应为多少 GPM?

流量 = 体积 / 时间 = 1000 加仑 / 10 分钟 = 100 GPM。公制:100 GPM x 3.785 = 378.5 L/min = 6.3 L/s。选择额定值 ≥100 GPM 的泵。

HVAC 气流

房间尺寸为 20 英尺 x 15 英尺 x 8 英尺。需要每小时 6 次换气。需要多少 CFM?

体积 = 20 x 15 x 8 = 2400 ft3。每小时换气次数 = 6,所以 2400 x 6 = 14,400 ft3/小时。转换为 CFM:14,400 / 60 = 240 CFM。

质量流量转换

化工厂:500 kg/h 的油 (密度 0.87 kg/L)。体积流量是多少 L/h?

体积 = 质量 / 密度 = 500 kg/h / 0.87 kg/L = 575 L/h。如果是水 (1 kg/L),则为 500 L/h。油的密度较小,所以体积更大!

常见错误

  • **混淆质量流量和体积流量**:除非流体是水,否则 kg/s ≠ L/s!需要密度才能转换。油、汽油、空气都不同!
  • **忘记密度受温度影响**:热水比冷水密度低。1 kg/s 的热水 > 1 L/s。务必指明条件!
  • **美国加仑 vs 英国加仑**:英国加仑大 20%!1 英制加仑 = 1.201 美制加仑。检查是哪个系统!
  • **混淆时间单位**:GPM ≠ GPH!检查是每分钟、每小时还是每秒。相差 60 或 3600 倍!
  • **标准条件 vs 实际条件 (气体)**:不同压力/温度的空气体积不同。指明 STP 或实际情况!
  • **假设为不可压缩流**:气体会压缩,改变体积!蒸汽、空气、天然气都受压力/温度影响。

有趣的事实

消防栓的威力

典型消防栓:1000-1500 GPM (3800-5700 L/min)。这足以在 3 秒内装满一个普通浴缸 (50 加仑)!住宅供水服务仅为 10-20 GPM。

油桶的历史

油桶 = 42 美国加仑。为什么是 42?在 1860 年代,威士忌酒桶是 42 加仑 - 石油工业只是采用了相同尺寸!1 桶 = 159 升。世界石油产量以百万桶/天计算。

CFM = 舒适

HVAC 规则:每吨冷却能力需要 400 CFM。一个 3 吨的家用空调 = 1200 CFM。CFM 太低 = 循环不良。太高 = 浪费能源。刚刚好 = 舒适的家!

MGD 用于城市

水处理厂的额定处理能力以 MGD (百万加仑/天) 计算。纽约市:1000 MGD!相当于每天 378 万立方米。平均每人每天用水 80-100 加仑。

矿工英寸

历史上的水权单位:1 矿工英寸 = 0.708 L/s。源自淘金热时代!指在 6 英寸水头下 1 平方英寸开口的流量。在美国西部一些水权中仍在使用!

静脉注射的精确度

医疗静脉注射:20-100 mL/h。相当于 0.33-1.67 mL/min。精确度至关重要!滴数计数:标准为 60 滴/mL。每秒 1 滴 = 60 mL/h。

流量测量史

1700年代

早期流量测量。水车、桶和秒表法。发现文丘里效应用于流量收缩测量。

1887

文丘里流量计发明。利用收缩管道中的压力差来测量流量。现代形式仍在使用!

1920年代

孔板流量计标准化。简单、廉价的流量测量方法。在石油和天然气工业中广泛采用。

1940年代

涡轮流量计开发。旋转叶片测量流速。精度高,用于航空燃料。

1970年代

超声波流量计。无活动部件!利用声波传输时间。非侵入式,适用于大管道,精度高。

1980年代

质量流量计 (科里奥利)。直接测量质量,无需密度!振动管技术。对化学品行业具有革命性意义。

2000年代

带有 IoT 的数字流量计。智能传感器、实时监控、预测性维护。与楼宇管理系统集成。

专业提示

  • **仔细检查单位**:GPM vs GPH vs GPD。每分钟、每小时或每天有巨大差异!相差 60 或 1440 倍。
  • **用水假设警告**:质量到体积转换器假设为水 (1 kg/L)。对于油:乘以 1.15。对于汽油:乘以 1.33。对于空气:乘以 833!
  • **HVAC 经验法则**:每吨空调 400 CFM。快速确定尺寸!3 吨的房屋 = 1200 CFM。转换:1 CFM = 1.7 m3/h。
  • **泵曲线很重要**:流量随扬程压力而变化!扬程越高 = 流量越低。务必查看泵曲线,不要只使用最大额定值。
  • **GPM 快速转换**:GPM x 4 ≈ L/min。对于估算足够接近!精确:x3.785。反向:L/min / 4 ≈ GPM。
  • **指明条件**:温度、压力会影响流量 (特别是气体)。务必说明标准条件或实际操作条件。
  • **自动科学记数法**:大于等于 1 百万或小于 0.000001 的值会自动以科学记数法显示 (例如 1.0e+6),以提高可读性!

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公制体积流量

UnitSymbolBase EquivalentNotes
升/秒L/s1 L/s (base)Commonly used
升/分钟L/min16.6667 mL/sCommonly used
升/小时L/h2.778e-4 L/sCommonly used
升/天L/day1.157e-5 L/s
毫升/秒mL/s1.0000 mL/sCommonly used
毫升/分钟mL/min1.667e-5 L/sCommonly used
毫升/小时mL/h2.778e-7 L/s
立方米/秒m³/s1000.0000 L/sCommonly used
立方米/分钟m³/min16.6667 L/sCommonly used
立方米/小时m³/h277.7778 mL/sCommonly used
立方米/天m³/day11.5741 mL/s
立方厘米/秒cm³/s1.0000 mL/s
立方厘米/分钟cm³/min1.667e-5 L/s

美制体积流量

UnitSymbolBase EquivalentNotes
加仑(美制)/秒gal/s3.7854 L/sCommonly used
加仑(美制)/分钟 (GPM)gal/min63.0902 mL/sCommonly used
加仑(美制)/小时gal/h1.0515 mL/sCommonly used
加仑(美制)/天gal/day4.381e-5 L/s
立方英尺/秒ft³/s28.3168 L/sCommonly used
立方英尺/分钟 (CFM)ft³/min471.9467 mL/sCommonly used
立方英尺/小时ft³/h7.8658 mL/sCommonly used
立方英寸/秒in³/s16.3871 mL/s
立方英寸/分钟in³/min2.731e-4 L/s
液体盎司(美制)/秒fl oz/s29.5735 mL/s
液体盎司(美制)/分钟fl oz/min4.929e-4 L/s
液体盎司(美制)/小时fl oz/h8.215e-6 L/s

英制体积流量

UnitSymbolBase EquivalentNotes
加仑(英制)/秒gal UK/s4.5461 L/sCommonly used
加仑(英制)/分钟gal UK/min75.7682 mL/sCommonly used
加仑(英制)/小时gal UK/h1.2628 mL/sCommonly used
加仑(英制)/天gal UK/day5.262e-5 L/s
液体盎司(英制)/秒fl oz UK/s28.4131 mL/s
液体盎司(英制)/分钟fl oz UK/min4.736e-4 L/s
液体盎司(英制)/小时fl oz UK/h7.893e-6 L/s

质量流量

UnitSymbolBase EquivalentNotes
千克/秒kg/s1 L/s (base)Commonly used
千克/分钟kg/min16.6667 mL/sCommonly used
千克/小时kg/h2.778e-4 L/sCommonly used
克/秒g/s1.0000 mL/s
克/分钟g/min1.667e-5 L/s
克/小时g/h2.778e-7 L/s
公吨/小时t/h277.7778 mL/s
公吨/天t/day11.5741 mL/s
磅/秒lb/s453.5920 mL/s
磅/分钟lb/min7.5599 mL/s
磅/小时lb/h1.260e-4 L/s

专用和工业

UnitSymbolBase EquivalentNotes
桶/天(石油)bbl/day1.8401 mL/sCommonly used
桶/小时(石油)bbl/h44.1631 mL/s
桶/分钟(石油)bbl/min2.6498 L/s
英亩-英尺/天acre-ft/day14.2764 L/sCommonly used
英亩-英尺/小时acre-ft/h342.6338 L/s
百万加仑/天 (MGD)MGD43.8126 L/sCommonly used
立方英尺/秒cusec28.3168 L/sCommonly used
矿工英寸miner's in708.0000 mL/s

常见问题

GPM 和 CFM 有什么区别?

GPM = 加仑 (液体)/分钟。用于水、液体。CFM = 立方英尺 (空气/气体)/分钟。用于 HVAC 气流。是不同的流体!1 GPM 的水重 8.34 磅/分钟。1 CFM 的空气在海平面重 0.075 磅/分钟。体积相同,质量非常不同!

我可以将 kg/s 转换为 L/s 吗?

可以,但需要流体密度!水:1 kg/s = 1 L/s (密度 1 kg/L)。油:1 kg/s = 1.15 L/s (密度 0.87 kg/L)。汽油:1 kg/s = 1.33 L/s (密度 0.75 kg/L)。空气:1 kg/s = 833 L/s (密度 0.0012 kg/L)!务必检查密度。我们的转换器在未指定时假设为水。

为什么我的泵流量会变化?

泵流量随扬程压力而变化!更高的提升/压力 = 更低的流量。泵曲线显示流量与扬程的关系。在零扬程 (开放排放) 时:流量最大。在最大扬程 (阀门关闭) 时:流量为零。检查泵曲线以确定实际工作点。切勿只使用最大流量额定值!

我的 HVAC 系统需要多少流量?

经验法则:每吨冷却能力需要 400 CFM。3 吨空调 = 1200 CFM。5 吨 = 2000 CFM。公制:1 吨 ≈ 680 m3/h。根据管道阻力进行调整。流量太低 = 冷却效果差。太高 = 噪音、能源浪费。建议进行专业的负荷计算!

美国加仑和英国加仑有什么区别?

差别很大!英制加仑 (UK) = 4.546 升。美国加仑 = 3.785 升。英国加仑大 20%!1 英制加仑 = 1.201 美制加仑。务必指明是哪个系统!大多数转换器默认为美国加仑,除非注明“英制”或“UK”。

如何选择泵的尺寸?

三个步骤:1) 计算所需流量 (所需体积/时间)。2) 计算总扬程 (提升高度 + 摩擦损失)。3) 选择一个泵,使其工作点 (流量 + 扬程) 位于泵曲线上最佳效率点 (BEP) 的 80-90%。增加 10-20% 的安全裕度。检查 NPSH 要求。考虑系统曲线!

完整工具目录

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