Producenter af varme- og køleudstyr udtrykker luftudvekslingskapacitet i kubikfod pr Minute (CFM), men dette tal varierer alt efter temperaturen og trykket i den luft, der er udvekslet. Dels for at sammenligne produkter udtrykker producenter undertiden kapacitet i standard kubikfødder pr. Minut (SCFM), som antager en standard temperatur og tryk. Hvis du har et program, der kræver en bestemt kapacitet ved en bestemt temperatur og et bestemt tryk, og kapacitet i det system, du overvejer, viser kapacitet i SCFM, skal du have en måde at konvertere mellem CFM og SCFM. Et udtryk afledt af den ideelle gaslov giver dig mulighed for at gøre det.
Hvad er CFM og SCFM?
Volumetrisk luftstrøm måles i kubikfod pr. Minut, men fordi tætheden af luft og andre gasser ændres med temperatur og tryk, varierer dette antal. Densitet varierer direkte med tryk og omvendt med temperatur. Ingeniører henviser ofte til CFM som faktiske kubikfødder pr. Minut (ACFM) for at understrege forholdet mellem luftstrøm og lufttæthed.
Henvisning til en luftstrøm ved standardforhold fjerner variationen. Selvom mere end en standard er i brug i verden, bruger American Society of Mechanical Engineers følgende standardværdier:
- Atmosfærisk tryk = 14,7 psi
- Rumtemperatur = 68 grader Fahrenheit
- Relativ luftfugtighed = 36 procent
- Lufttæthed = 0,075 lbs / cu.ft
Når en varme- eller køleenhedskapacitet udtrykkes i SCFM, er det de betingelser, værdien antager.
Konvertering fra SCFM til ACFM og tilbage
Den ideelle gaslov, pV = nRT, giver os forholdet mellem tryk, volumen og temperatur for en ideel gas, hvor n er antallet af mol af gassen, og R er en konstant. Luft er ikke en ideel gas, men vi kan få en nyttig sammenligning mellem SCFM og ACFM ved at betragte det som sådan.
Med henblik på denne beregning betegner m gassens masse, som giver et udtryk for densitet (d), der er defineret som gassens masse pr. Volumenhed (m / V); d = m / V = P / RT. At isolere massen af den gas, der bevæges (m) og dividere med den tid, det tager at flytte den, giver følgende udtryk: m / t = d (V / t). Med ord er massestrømningshastigheden lig med densitet ganget med den volumetriske strømningshastighed.
Ved at bruge dette forhold og henvise til den ideelle gaslov får vi følgende udtryk:
SCFM = ACFM (PEN/ PS • TS/ TEN )
- PEN = Faktisk tryk
- PS = Standardtryk
- TEN = Faktisk temperatur
- TS = Standard temperatur
I de absolutte skalaer, der kræves af den ideelle gaslov, er det normale atmosfæriske tryk 14,7 psi, og standardtemperaturen er 528 grader Rankine, hvilket svarer til 68 grader Fahrenheit. Ved hjælp af disse værdier opnår vi:
SCFM = ACFM (PEN/14,7 psi) (528 ° R / TEN)
ACFM = SCFM (14,7 psi / PEN) (TEN/528˚R)
Regnskab for fugtighed
Ligningen afledt af den ideelle gaslov er nyttig i de fleste situationer, men fordi luft ikke er en ideel gas, et mere nøjagtigt forhold mellem ACFM og SCFM tager højde for fugtindholdet i luft:
ACFM = SCFM • PS - (RHS • PVS) / Sb - (RHEN • PVEN) • TEN/ TS • Pb/ PEN
- RHS = Standard relativ luftfugtighed
- RHEN = Faktisk relativ luftfugtighed
- PVS = Mættet damptryk af vand ved standard temperatur
- PVEN = Mættet damptryk af vand ved faktisk temperatur
- Pb = Barometrisk tryk