流量轉換器

流量轉換器 — 從 L/s 到 CFM, GPM, kg/h 及更多

在 5 個類別的 51 種單位之間轉換流量:體積流量 (L/s, gal/min, CFM)、質量流量 (kg/s, lb/h) 和專用單位 (桶/天, MGD)。包括質量-體積轉換時的水密度考量。

為什麼流量同時具有體積和質量單位
此工具可在體積流量 (L/s, gal/min, CFM, m³/h)、質量流量 (kg/s, lb/h, t/day) 和專用單位 (barrel/day, MGD, acre-ft/day) 等 56 種流量單位之間進行轉換。無論您是在確定泵的尺寸、設計 HVAC 系統、分析化學過程,還是測量水處理廠,此轉換器都能透過流體密度處理體積流量和質量流量之間的關鍵關係——這對於準確的工程計算和系統設計至關重要。

流量基礎知識

流量
單位時間內通過某一點的流體體積或質量。兩種タイプ:體積流量 (L/s, CFM, gal/min) 和質量流量 (kg/s, lb/h)。透過流體密度相關聯!

體積流量

單位時間內的流體體積。單位:L/s, m3/h, gal/min, CFM (ft3/min)。最常用於泵、管道、HVAC。在體積測量範圍內與流體類型無關。

  • L/s:公制標準
  • gal/min (GPM):美國管道系統
  • CFM:HVAC 氣流
  • m3/h:大型系統

質量流量

單位時間內的流體質量。單位:kg/s, lb/h, t/day。用於化學過程。轉換為體積需要知道密度!水 = 1 kg/L,油 = 0.87 kg/L,不一樣!

  • kg/s:SI 質量流量
  • lb/h:美國工業
  • 轉換體積需要密度!
  • 通常假設為水

體積流量 vs 質量流量

質量流量 = 體積流量 x 密度。1 kg/s 的水 = 1 L/s (密度 1 kg/L)。同樣 1 kg/s 的油 = 1.15 L/s (密度 0.87 kg/L)。轉換時務必檢查密度!

  • m = ρ x V (質量 = 密度 x 體積)
  • 水:假設為 1 kg/L
  • 油:0.87 kg/L
  • 空氣:0.0012 kg/L!
快速摘要
  • 體積流量:L/s, gal/min, CFM (m3/min)
  • 質量流量:kg/s, lb/h, t/day
  • 透過密度關聯:m = ρ × V
  • 水密度 = 1 kg/L (轉換時假設)
  • 其他流體:乘以密度比
  • 為求準確,務必指明流體類型!

流量系統

公制體積流量

全球通用的 SI 單位。以公升/秒 (L/s) 為基本單位。立方公尺/小時 (m3/h) 用於大型系統。毫升/分鐘 (mL/min) 用於醫療/實驗室。

  • L/s:標準流量
  • m3/h:工業用
  • mL/min:醫療用
  • cm3/s:小體積

美國體積流量

美國慣用單位。加侖/分鐘 (GPM) 用於管道系統。立方英尺/分鐘 (CFM) 用於 HVAC。液體盎司/小時用於小流量。

  • GPM:管道標準
  • CFM:氣流 (HVAC)
  • ft3/h:氣體流量
  • fl oz/min:配藥

質量流量與專用單位

質量流量:kg/s, lb/h 用於化工廠。桶/天 (bbl/day) 用於石油。MGD (百萬加侖/天) 用於水處理。英畝-英尺/天用於灌溉。

  • kg/h:化學工業
  • bbl/day:石油生產
  • MGD:水處理廠
  • acre-ft/day:灌溉

流量的物理學

連續性方程式

管道中流量恆定:Q = A x v (流量 = 面積 x 速度)。窄管 = 流速快。寬管 = 流速慢。通過的體積相同!

  • Q = A × v
  • 面積越小 = 速度越高
  • 體積守恆
  • 不可壓縮流體

密度與溫度

密度隨溫度變化!水在 4°C 時:1.000 kg/L。在 80°C 時:0.972 kg/L。這會影響質量-體積轉換。務必指明條件!

  • ρ 隨 T 變化
  • 水密度在 4°C 達到峰值
  • 熱流體密度較低
  • 指明溫度!

可壓縮流

氣體會壓縮,液體不會。空氣流量需要壓力/溫度校正。標準條件:1 atm, 20°C。體積流量隨壓力變化!

  • 氣體:可壓縮
  • 液體:不可壓縮
  • STP:1 atm, 20°C
  • 需為壓力進行校正!

常見流量基準

應用典型流量備註
花園軟管15-25 L/min (4-7 GPM)住宅澆水
淋浴噴頭8-10 L/min (2-2.5 GPM)標準流量
廚房水龍頭6-8 L/min (1.5-2 GPM)現代低流量
消防栓3,800-5,700 L/min (1000-1500 GPM)市政供應
汽車散熱器38-76 L/min (10-20 GPM)冷卻系統
靜脈注射 (醫療)20-100 mL/h患者補水
小型水族箱泵200-400 L/h (50-100 GPH)魚缸循環
家用空調機組1,200-2,000 CFM3-5 噸系統
工業泵100-1000 m3/h大規模輸送

實際應用

HVAC 與管道系統

HVAC:使用 CFM (立方英尺/分鐘) 表示氣流。典型住宅:每噸空調 400 CFM。管道系統:使用 GPM 表示水流。淋浴:2-2.5 GPM。廚房水龍頭:1.5-2 GPM。

  • 空調:400 CFM/噸
  • 淋浴:2-2.5 GPM
  • 水龍頭:1.5-2 GPM
  • 馬桶:1.6 GPF

石油與天然氣工業

石油產量以桶/天 (bbl/day) 計算。1 桶 = 42 美國加侖 = 159 公升。管道:m3/h。天然氣:標準立方英尺/天 (scfd)。

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

化學與醫療

化工廠:質量流量為 kg/h 或 t/day。靜脈注射:mL/h (醫療)。實驗室泵:mL/min。質量流量對反應至關重要 - 需要精確的量!

  • 化學:kg/h, t/day
  • 靜脈注射:mL/h
  • 實驗室泵:mL/min
  • 質量至關重要!

快速計算

GPM 轉換為 L/min

1 加侖 (美國) = 3.785 公升。快速:GPM x 3.8 ≈ L/min。或:GPM x 4 進行粗略估計。10 GPM ≈ 38 L/min。

  • 1 GPM = 3.785 L/min
  • GPM x 4 ≈ L/min (快速)
  • 10 GPM = 37.85 L/min
  • 輕鬆轉換!

CFM 轉換為 m3/h

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

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

質量轉換為體積 (水)

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

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

轉換如何運作

體積流量
所有體積流量直接轉換:乘以轉換因子。質量到體積需要密度:體積流量 = 質量流量 / 密度。務必檢查流體類型!
  • 步驟 1:確定流量類型 (體積或質量)
  • 步驟 2:在同類型內正常轉換
  • 步驟 3:質量到體積?需要密度!
  • 步驟 4:若未指定,則假設為水
  • 步驟 5:其他流體:應用密度校正

常用轉換

因子範例
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

快速範例

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

計算題範例

泵尺寸選擇

需要在 10 分鐘內裝滿 1000 加侖的儲罐。泵的流量應為多少 GPM?

流量 = 體積 / 時間 = 1000 加侖 / 10 分鐘 = 100 GPM。公制:100 GPM x 3.785 = 378.5 L/min = 6.3 L/s。選擇額定值 ≥100 GPM 的泵。

HVAC 氣流

房間尺寸為 20 英尺 x 15 英尺 x 8 英尺。需要每小時 6 次換氣。需要多少 CFM?

體積 = 20 x 15 x 8 = 2400 ft3。每小時換氣次數 = 6,所以 2400 x 6 = 14,400 ft3/小時。轉換為 CFM:14,400 / 60 = 240 CFM。

質量流量轉換

化工廠:500 kg/h 的油 (密度 0.87 kg/L)。體積流量是多少 L/h?

體積 = 質量 / 密度 = 500 kg/h / 0.87 kg/L = 575 L/h。如果是水 (1 kg/L),則為 500 L/h。油的密度較小,所以體積更大!

常見錯誤

  • **混淆質量流量和體積流量**:除非流體是水,否則 kg/s ≠ L/s!需要密度才能轉換。油、汽油、空氣都不同!
  • **忘記密度受溫度影響**:熱水比冷水密度低。1 kg/s 的熱水 > 1 L/s。務必指明條件!
  • **美國加侖 vs 英國加侖**:英國加侖大 20%!1 英制加侖 = 1.201 美制加侖。檢查是哪個系統!
  • **混淆時間單位**:GPM ≠ GPH!檢查是每分鐘、每小時還是每秒。相差 60 或 3600 倍!
  • **標準條件 vs 實際條件 (氣體)**:不同壓力/溫度的空氣體積不同。指明 STP 或實際情況!
  • **假設為不可壓縮流**:氣體會壓縮,改變體積!蒸汽、空氣、天然氣都受壓力/溫度影響。

有趣的事實

消防栓的威力

典型消防栓:1000-1500 GPM (3800-5700 L/min)。這足以在 3 秒內裝滿一個普通浴缸 (50 加侖)!住宅供水服務僅為 10-20 GPM。

油桶的歷史

油桶 = 42 美國加侖。為什麼是 42?在 1860 年代,威士忌酒桶是 42 加侖 - 石油工業只是採用了相同尺寸!1 桶 = 159 公升。世界石油產量以百萬桶/天計算。

CFM = 舒適

HVAC 規則:每噸冷卻能力需要 400 CFM。一個 3 噸的家用空調 = 1200 CFM。CFM 太低 = 循環不良。太高 = 浪費能源。剛剛好 = 舒適的家!

MGD 用於城市

水處理廠的額定處理能力以 MGD (百萬加侖/天) 計算。紐約市:1000 MGD!相當於每天 378 萬立方公尺。平均每人每天用水 80-100 加侖。

礦工英寸

歷史上的水權單位:1 礦工英寸 = 0.708 L/s。源自淘金熱時代!指在 6 英寸水頭下 1 平方英寸開口的流量。在美國西部一些水權中仍在使用!

靜脈注射的精確度

醫療靜脈注射:20-100 mL/h。相當於 0.33-1.67 mL/min。精確度至關重要!滴數計數:標準為 60 滴/mL。每秒 1 滴 = 60 mL/h。

流量測量史

1700年代

早期流量測量。水車、桶和碼錶法。發現文丘里效應用於流量收縮測量。

1887

文丘里流量計發明。利用收縮管道中的壓力差來測量流量。現代形式仍在使用!

1920年代

孔板流量計標準化。簡單、廉價的流量測量方法。在石油和天然氣工業中廣泛採用。

1940年代

渦輪流量計開發。旋轉葉片測量流速。精度高,用於航空燃料。

1970年代

超聲波流量計。無活動部件!利用聲波傳輸時間。非侵入式,適用於大管道,精度高。

1980年代

質量流量計 (科里奧利)。直接測量質量,無需密度!振動管技術。對化學品行業具有革命性意義。

2000年代

帶有 IoT 的數字流量計。智能傳感器、實時監控、預測性維護。與樓宇管理系統集成。

專業提示

  • **仔細檢查單位**:GPM vs GPH vs GPD。每分鐘、每小時或每天有巨大差異!相差 60 或 1440 倍。
  • **用水假設警告**:質量到體積轉換器假設為水 (1 kg/L)。對於油:乘以 1.15。對於汽油:乘以 1.33。對於空氣:乘以 833!
  • **HVAC 經驗法則**:每噸空調 400 CFM。快速確定尺寸!3 噸的房屋 = 1200 CFM。轉換:1 CFM = 1.7 m3/h。
  • **泵曲線很重要**:流量隨揚程壓力而變化!揚程越高 = 流量越低。務必查看泵曲線,不要只使用最大額定值。
  • **GPM 快速轉換**:GPM x 4 ≈ L/min。對於估算足夠接近!精確:x3.785。反向:L/min / 4 ≈ GPM。
  • **指明條件**:溫度、壓力會影響流量 (特別是氣體)。務必說明標準條件或實際操作條件。
  • **自動科學記數法**:大於等於 1 百萬或小於 0.000001 的值會自動以科學記數法顯示 (例如 1.0e+6),以提高可讀性!

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公制體積流量

UnitSymbolBase EquivalentNotes
升/秒L/s1 L/s (base)Commonly used
升/分鐘L/min16.6667 mL/sCommonly used
升/小時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/分鐘mL/min1.667e-5 L/sCommonly used
毫升/小時mL/h2.778e-7 L/s
立方公尺/秒m³/s1000.0000 L/sCommonly used
立方公尺/分鐘m³/min16.6667 L/sCommonly used
立方公尺/小時m³/h277.7778 mL/sCommonly used
立方公尺/天m³/day11.5741 mL/s
立方公分/秒cm³/s1.0000 mL/s
立方公分/分鐘cm³/min1.667e-5 L/s

美制體積流量

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

英制體積流量

UnitSymbolBase EquivalentNotes
加侖(英制)/秒gal UK/s4.5461 L/sCommonly used
加侖(英制)/分鐘gal UK/min75.7682 mL/sCommonly used
加侖(英制)/小時gal UK/h1.2628 mL/sCommonly used
加侖(英制)/天gal UK/day5.262e-5 L/s
液體盎司(英制)/秒fl oz UK/s28.4131 mL/s
液體盎司(英制)/分鐘fl oz UK/min4.736e-4 L/s
液體盎司(英制)/小時fl oz UK/h7.893e-6 L/s

質量流量

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

專用和工業

UnitSymbolBase EquivalentNotes
桶/天(石油)bbl/day1.8401 mL/sCommonly used
桶/小時(石油)bbl/h44.1631 mL/s
桶/分鐘(石油)bbl/min2.6498 L/s
英畝-英尺/天acre-ft/day14.2764 L/sCommonly used
英畝-英尺/小時acre-ft/h342.6338 L/s
百萬加侖/天 (MGD)MGD43.8126 L/sCommonly used
立方英尺/秒cusec28.3168 L/sCommonly used
礦工英寸miner's in708.0000 mL/s

常見問題

GPM 和 CFM 有什麼區別?

GPM = 加侖 (液體)/分鐘。用於水、液體。CFM = 立方英尺 (空氣/氣體)/分鐘。用於 HVAC 氣流。是不同的流體!1 GPM 的水重 8.34 磅/分鐘。1 CFM 的空氣在海平面重 0.075 磅/分鐘。體積相同,質量非常不同!

我可以將 kg/s 轉換為 L/s 嗎?

可以,但需要流體密度!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)。空氣:1 kg/s = 833 L/s (密度 0.0012 kg/L)!務必檢查密度。我們的轉換器在未指定時假設為水。

為什麼我的泵流量會變化?

泵流量隨揚程壓力而變化!更高的提升/壓力 = 更低的流量。泵曲線顯示流量與揚程的關係。在零揚程 (開放排放) 時:流量最大。在最大揚程 (閥門關閉) 時:流量為零。檢查泵曲線以確定實際工作點。切勿只使用最大流量額定值!

我的 HVAC 系統需要多少流量?

經驗法則:每噸冷卻能力需要 400 CFM。3 噸空調 = 1200 CFM。5 噸 = 2000 CFM。公制:1 噸 ≈ 680 m3/h。根據管道阻力進行調整。流量太低 = 冷卻效果差。太高 = 噪音、能源浪費。建議進行專業的負荷計算!

美國加侖和英國加侖有什麼區別?

差別很大!英制加侖 (UK) = 4.546 公升。美國加侖 = 3.785 公升。英國加侖大 20%!1 英制加侖 = 1.201 美制加侖。務必指明是哪個系統!大多數轉換器默認為美國加侖,除非註明'英制'或'UK'。

如何選擇泵的尺寸?

三個步驟:1) 計算所需流量 (所需體積/時間)。2) 計算總揚程 (提升高度 + 摩擦損失)。3) 選擇一個泵,使其工作點 (流量 + 揚程) 位於泵曲線上最佳效率點 (BEP) 的 80-90%。增加 10-20% 的安全裕度。檢查 NPSH 要求。考慮系統曲線!

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