يعبر مصنعو معدات التدفئة والتبريد عن قدرة تبادل الهواء بالقدم المكعب لكل دقيقة (CFM) ، لكن هذا الرقم يختلف حسب درجة حرارة وضغط الهواء الموجود تبادل. من أجل مقارنة المنتجات جزئيًا ، يعبر المصنعون أحيانًا عن السعة بالأقدام المكعبة القياسية في الدقيقة (SCFM) ، والتي تفترض درجة حرارة وضغطًا معياريين. إذا كان لديك تطبيق يستدعي سعة معينة عند درجة حرارة وضغط محددين ، فإن ملف قدرة النظام الذي تفكر فيه في قوائم السعة في SCFM ، فأنت بحاجة إلى طريقة للتحويل بين CFM و SCFM. يسمح لك التعبير المشتق من قانون الغاز المثالي بفعل ذلك.
ما المقصود بـ CFM و SCFM؟
يتم قياس تدفق الهواء الحجمي بالأقدام المكعبة في الدقيقة ، ولكن نظرًا لتغير كثافة الهواء والغازات الأخرى مع درجة الحرارة والضغط ، فإن هذا الرقم يختلف. تختلف الكثافة بشكل مباشر مع الضغط وعكسًا مع درجة الحرارة. غالبًا ما يشير المهندسون إلى CFM على أنها أقدام مكعبة فعلية في الدقيقة (ACFM) لتأكيد العلاقة بين تدفق الهواء وكثافة الهواء.
الإشارة إلى تدفق الهواء في الظروف القياسية يزيل التباين. على الرغم من وجود أكثر من معيار واحد قيد الاستخدام في العالم ، إلا أن الجمعية الأمريكية للمهندسين الميكانيكيين تستخدم القيم القياسية التالية:
- الضغط الجوي = 14.7 رطل / بوصة مربعة
- درجة حرارة الغرفة = 68 درجة فهرنهايت
- الرطوبة النسبية = 36 بالمائة
- كثافة الهواء = 0.075 رطل / قدم مكعب
عندما يتم التعبير عن سعة وحدة التدفئة أو التبريد في SCFM ، فهذه هي الشروط التي تفترضها القيمة.
التحويل من SCFM إلى ACFM والعكس
يمنحنا قانون الغاز المثالي ، pV = nRT ، العلاقة بين الضغط والحجم ودرجة الحرارة للغاز المثالي ، حيث n هو عدد مولات الغاز و R ثابت. الهواء ليس غازًا مثاليًا ، ولكن يمكننا الحصول على مقارنة مفيدة بين SCFM و ACFM من خلال اعتباره كذلك.
لغرض هذا الحساب ، تشير m إلى كتلة الغاز ، والتي تعطي تعبيرًا عن الكثافة (d) ، والتي تُعرَّف على أنها كتلة الغاز لكل وحدة حجم (m / V) ؛ د = م / ف = ف / ر. يعطي عزل كتلة الغاز المتحرك (م) وتقسيمها على الوقت المستغرق لتحريكها التعبير التالي: م / تي = د (V / t). بالكلمات ، فإن معدل التدفق الكتلي يساوي الكثافة مضروبة في معدل التدفق الحجمي.
باستخدام هذه العلاقة وبالرجوع إلى قانون الغاز المثالي ، نحصل على التعبيرات التالية:
SCFM = ACFM (صأ/ صس • تس/ تأ )
- صأ = الضغط الفعلي
- صس = الضغط القياسي
- تيأ = درجة الحرارة الفعلية
- تيس = درجة حرارة قياسية
في المقاييس المطلقة التي يتطلبها قانون الغاز المثالي ، يبلغ الضغط الجوي القياسي 14.7 رطل لكل بوصة مربعة ودرجة الحرارة القياسية 528 درجة رانكين ، أي ما يعادل 68 درجة فهرنهايت. باستخدام هذه القيم ، نحصل على:
SCFM = ACFM (صأ/ 14.7 رطل / بوصة مربعة) (528˚R / T.أ)
ACFM = SCFM (14.7 رطل لكل بوصة مربعة / P.أ) (تأ/528˚R)
يمثل الرطوبة
المعادلة المشتقة من قانون الغاز المثالي مفيدة لمعظم المواقف ، ولكن لأن الهواء ليس الغاز المثالي ، فإن العلاقة الأكثر دقة بين ACFM و SCFM تأخذ في الاعتبار محتوى الرطوبة في هواء:
ACFM = SCFM • P.س - (RHس • PVس) / صب - (RHأ • PVأ) • تأ/ تس • صب/ صأ
- رس = الرطوبة النسبية القياسية
- رأ = الرطوبة النسبية الفعلية
- PVس = ضغط بخار الماء المشبع عند درجة الحرارة القياسية
- PVأ = ضغط بخار الماء المشبع عند درجة الحرارة الفعلية
- صب = الضغط الجوي