Výrobci topných a chladicích zařízení vyjadřují kapacitu výměny vzduchu v kubických stopách za Minuta (CFM), ale toto číslo se mění v závislosti na teplotě a tlaku vzduchu vyměnit. Částečně kvůli srovnání produktů někdy výrobci vyjadřují kapacitu ve standardních kubických stopách za minutu (SCFM), která předpokládá standardní teplotu a tlak. Pokud máte aplikaci, která vyžaduje určitou kapacitu při stanovené teplotě a tlaku, a kapacita systému, o kterém uvažujete, uvádí kapacitu v SCFM, potřebujete způsob převodu mezi CFM a SCFM. Umožňuje vám to výraz odvozený ze zákona o ideálním plynu.
Co jsou CFM a SCFM?
Objemový průtok vzduchu se měří v kubických stopách za minutu, ale protože se hustota vzduchu a jiných plynů mění s teplotou a tlakem, toto číslo se mění. Hustota se mění přímo s tlakem a nepřímo s teplotou. Inženýři často označují CFM jako skutečné kubické stopy za minutu (ACFM), aby zdůraznili vztah mezi průtokem vzduchu a hustotou vzduchu.
Odkaz na proudění vzduchu za standardních podmínek odstraňuje variabilitu. Ačkoli se ve světě používá více než jedna norma, Americká společnost strojních inženýrů používá následující standardní hodnoty:
- Atmosférický tlak = 14,7 psi
- Teplota v místnosti = 68 stupňů Fahrenheita
- Relativní vlhkost = 36 procent
- Hustota vzduchu = 0,075 lbs / cu.ft
Pokud je kapacita topné nebo chladicí jednotky vyjádřena v SCFM, jedná se o podmínky, které tato hodnota předpokládá.
Převod z SCFM na ACFM a zpět
Zákon ideálního plynu, pV = nRT, nám dává vztah mezi tlakem, objemem a teplotou ideálního plynu, kde n je počet molů plynu a R je konstanta. Vzduch není ideální plyn, ale můžeme získat užitečné srovnání mezi SCFM a ACFM tím, že to budeme považovat za takové.
Pro účely tohoto výpočtu m označuje hmotnost plynu, což vyjadřuje hustotu (d), která je definována jako hmotnost plynu na jednotku objemu (m / V); d = m / V = P / RT. Izolace hmotnosti pohybujícího se plynu (m) a dělení časem potřebným k pohybu dává následující výraz: m / t = d (V / t). Řečeno slovy, hmotnostní průtok se rovná hustotě vynásobené objemovým průtokem.
Pomocí tohoto vztahu a s odkazem na zákon o ideálním plynu získáme následující výrazy:
SCFM = ACFM (strA/ StrS • TS/ TA )
- PA = Skutečný tlak
- PS = Standardní tlak
- TA = Skutečná teplota
- TS = Standardní teplota
V absolutních stupnicích požadovaných zákonem o ideálním plynu je standardní atmosférický tlak 14,7 psi a standardní teplota 528 stupňů Rankine, což se rovná 68 stupňům Fahrenheita. Pomocí těchto hodnot získáme:
SCFM = ACFM (strA/ 14,7 psi) (528˚R / TA)
ACFM = SCFM (14,7 psi / PA) (TA/528˚R)
Účtování vlhkosti
Rovnice odvozená ze zákona o ideálním plynu je užitečná pro většinu situací, ale protože vzduch není ideální plyn, přesnější vztah mezi ACFM a SCFM zohledňuje obsah vlhkosti v vzduch:
ACFM = SCFM • PS - (RHS • PVS) / Strb - (RHA • PVA) • TA/ TS • Pb/ StrA
- RHS = Standardní relativní vlhkost
- RHA = Skutečná relativní vlhkost
- PVS = Tlak nasycených par vody při standardní teplotě
- PVA = Tlak nasycených par vody při skutečné teplotě
- Pb = Barometrický tlak