Zawartość
Producenci urządzeń grzewczych i chłodzących wyrażają wydajność wymiany powietrza w stopach sześciennych na minutę (CFM), ale liczba ta zmienia się w zależności od temperatury i ciśnienia wymienianego powietrza. Częściowo w celu porównania produktów producenci czasami wyrażają pojemność w standardowych stopach sześciennych na minutę (SCFM), która zakłada standardową temperaturę i ciśnienie. Jeśli masz aplikację wymagającą określonej wydajności w określonej temperaturze i ciśnieniu, a pojemność rozważanego systemu wyświetla pojemność w SCFM, potrzebujesz sposobu na konwersję między CFM i SCFM. Pozwala na to wyrażenie wyprowadzone z prawa gazu doskonałego.
Co to są CFM i SCFM?
Objętościowy przepływ powietrza mierzy się w stopach sześciennych na minutę, ale ponieważ gęstość powietrza i innych gazów zmienia się wraz z temperaturą i ciśnieniem, liczba ta jest różna. Gęstość zmienia się bezpośrednio w zależności od ciśnienia i odwrotnie w zależności od temperatury. Inżynierowie często określają CFM jako rzeczywistą stopę sześcienną na minutę (ACFM), aby podkreślić związek między przepływem powietrza a gęstością powietrza.
Odwołanie się do przepływu powietrza w standardowych warunkach usuwa zmienność. Chociaż na świecie stosuje się więcej niż jeden standard, American Society of Mechanical Engineers stosuje następujące standardowe wartości:
Gdy wydajność urządzenia grzewczego lub chłodzącego jest wyrażona w SCFM, są to warunki, które przyjmuje ta wartość.
Konwertowanie z SCFM na ACFM i wstecz
Prawo gazu doskonałego, pV = nRT, daje nam zależność między ciśnieniem, objętością i temperaturą gazu doskonałego, gdzie n jest liczbą moli gazu, a R jest stałą. Powietrze nie jest gazem idealnym, ale możemy uzyskać przydatne porównanie między SCFM i ACFM, uznając je za takie.
Do celów tego obliczenia m oznacza masę gazu, co daje wyraz gęstości (d), która jest zdefiniowana jako masa gazu na jednostkę objętości (m / V); d = m / V = P / RT. Wyodrębnienie masy przemieszczanego gazu (m) i podzielenie przez czas potrzebny do przemieszczenia daje następujące wyrażenie: m / t = d (V / t). Innymi słowy, masowe natężenie przepływu jest równe gęstości pomnożonej przez objętościowe natężenie przepływu.
Korzystając z tej relacji i odnosząc się do prawa gazu doskonałego, otrzymujemy następujące wyrażenia:
SCFM = ACFM (PZA/ PS. • TS./ TZA )
W skalach absolutnych wymaganych przez prawo gazu doskonałego, standardowe ciśnienie atmosferyczne wynosi 14,7 psi, a standardowa temperatura to 528 stopni Rankine, co równa się 68 stopniom Fahrenheita. Korzystając z tych wartości, otrzymujemy:
SCFM = ACFM (PZA/ 14,7 psi) (528˚R / TZA)
ACFM = SCFM (14,7 psi / PZA) (TZA/ 528˚R)
Rachunkowość wilgotności
Równanie wyprowadzone z prawa gazu doskonałego jest przydatne w większości sytuacji, ale ponieważ powietrze nie jest gazem idealnym, dokładniejszy związek między ACFM i SCFM uwzględnia zawartość wilgoci w powietrzu:
ACFM = SCFM • PS. - (RHS. • PVS.) / Pb - (RHZA • PVZA) • TZA/ TS. • Pb/ PZA