Производителите на отоплително и охлаждащо оборудване изразяват капацитета за обмен на въздух в кубични фута на Минута (CFM), но този брой варира в зависимост от температурата и налягането на въздуха разменени. Отчасти за сравнение на продуктите, производителите понякога изразяват капацитет в стандартни кубични футове в минута (SCFM), който приема стандартна температура и налягане. Ако имате приложение, което изисква определен капацитет при определена температура и налягане, и капацитет на системата, която обмисляте, изброява капацитет в SCFM, имате нужда от начин за конвертиране между CFM и SCFM. Израз, получен от закона за идеалния газ, ви позволява да направите това.
Какво представляват CFM и SCFM?
Обемният въздушен поток се измерва в кубически фута в минута, но тъй като плътността на въздуха и другите газове се променя в зависимост от температурата и налягането, това число варира. Плътността варира директно в зависимост от налягането и обратно в зависимост от температурата. Инженерите често се позовават на CFM като действителни кубични футове в минута (ACFM), за да подчертаят връзката между въздушния поток и плътността на въздуха.
Позоваването на въздушен поток при стандартни условия премахва променливостта. Въпреки че в света се използват повече от един стандарт, Американското дружество на машинните инженери използва следните стандартни стойности:
- Атмосферно налягане = 14,7 psi
- Стайната температура = 68 градуса по Фаренхайт
- Относителна влажност = 36 процента
- Плътност на въздуха = 0,075 lbs / cu.ft
Когато капацитетът на отоплителна или охлаждаща единица е изразен в SCFM, това са условията, които стойността приема.
Преобразуване от SCFM в ACFM и обратно
Законът за идеалния газ, pV = nRT, ни дава връзката между налягането, обема и температурата на идеалния газ, където n е броят на моловете на газа, а R е константа. Въздухът не е идеален газ, но можем да получим полезно сравнение между SCFM и ACFM, като го разглеждаме като такъв.
За целите на това изчисление m означава масата на газа, което дава израз за плътност (d), която се определя като масата на газа на единица обем (m / V); d = m / V = P / RT. Изолирането на масата на премествания газ (m) и разделянето на времето, необходимо за придвижване, дава следния израз: m / t = d (V / t). С думи, масовият дебит е равен на плътността, умножена по обемния дебит.
Използвайки тази връзка и позовавайки се на закона за идеалния газ, получаваме следните изрази:
SCFM = ACFM (PA/ PС • TС/TA )
- PA = Действително налягане
- PС = Стандартно налягане
- TA = Действителна температура
- TС = Стандартна температура
В абсолютните скали, изисквани от закона за идеалния газ, стандартното атмосферно налягане е 14,7 psi и стандартната температура е 528 градуса Ранкин, което е равно на 68 градуса по Фаренхайт. Използвайки тези стойности, получаваме:
SCFM = ACFM (PA/14,7 psi) (528 ° R / TA)
ACFM = SCFM (14,7 psi / PA) (TA/528˚R)
Отчитане на влажността
Уравнението, получено от закона за идеалния газ, е полезно за повечето ситуации, но тъй като въздухът не е идеалният газ, по-точната връзка между ACFM и SCFM взема предвид съдържанието на влага в въздух:
ACFM = SCFM • PС - (RHС • PVС) / Pб - (RHA • PVA) • TA/TС • Pб/ PA
- RHС = Стандартна относителна влажност
- RHA = Действителна относителна влажност
- PVС = Налягане на наситени пари на вода при стандартна температура
- PVA = Налягане на наситените пари на водата при действителната температура
- Pб = Барометрично налягане