Lämmitys- ja jäähdytyslaitteiden valmistajat ilmoittavat ilmanvaihtokapasiteetin kuutiojalkoina / m3 Minute (CFM), mutta tämä luku vaihtelee ilman lämpötilan ja paineen mukaan vaihdettu. Osittain tuotteiden vertailun vuoksi valmistajat ilmaisevat joskus kapasiteetin tavanomaisina kuutiojalkoina minuutissa (SCFM), joka olettaa standardilämpötilan ja -paineen. Jos sinulla on sovellus, joka vaatii tietyn kapasiteetin tietyssä lämpötilassa ja paineessa, ja harkitsemasi järjestelmän kapasiteetti listaa kapasiteetin SCFM: ssä, tarvitset tavan muuntaa CFM ja SCFM. Ihanteellisesta kaasulakista johdettu lauseke antaa sinun tehdä niin.
Mitä ovat CFM ja SCFM?
Tilavuusilmavirta mitataan kuutiojalkoina minuutissa, mutta koska ilman ja muiden kaasujen tiheys muuttuu lämpötilan ja paineen mukaan, tämä luku vaihtelee. Tiheys vaihtelee suoraan paineen ja käänteisesti lämpötilan mukaan. Insinöörit viittaavat CFM: ään usein todellisiin kuutiometreinä (ACFM) korostaakseen ilmavirran ja tiheyden välistä suhdetta.
Ilmavirtaan viittaaminen vakio-olosuhteissa poistaa vaihtelun. Vaikka maailmassa on käytössä useampi kuin yksi standardi, American Society of Mechanical Engineers käyttää seuraavia vakioarvoja:
- Ilmanpaine = 14,7 psi
- Huoneen lämpötila = 68 astetta Fahrenheit
- Suhteellinen kosteus = 36 prosenttia
- Ilman tiheys = 0,075 paunaa / m3
Kun lämmitys- tai jäähdytysyksikön kapasiteetti ilmaistaan SCFM: nä, nämä ovat olosuhteet, jotka arvo oletetaan.
Muuntaminen SCFM: stä ACFM: ksi ja takaisin
Ihanteellinen kaasulaki, pV = nRT, antaa meille suhteen ihanteellisen kaasun paineen, tilavuuden ja lämpötilan välillä, jossa n on kaasun moolien lukumäärä ja R on vakio. Ilma ei ole ihanteellinen kaasu, mutta voimme saada hyödyllisen vertailun SCFM: n ja ACFM: n välillä pitämällä sitä sellaisenaan.
Tässä laskennassa m tarkoittaa kaasun massaa, joka antaa lausekkeen tiheydelle (d), joka määritellään kaasun massana tilavuusyksikköä kohti (m / V); d = m / V = P / RT. Eristettäessä siirrettävän kaasun massa (m) ja jakamalla sen siirtämiseen kuluvalla ajanjaksolla saadaan seuraava lauseke: m / t = d (V / t). Sanalla sanottuna massavirtausnopeus on yhtä suuri kuin tiheys kerrottuna tilavuusvirtausnopeudella.
Tätä suhdetta käyttämällä ja viittaamalla ihanteelliseen kaasulakiin saamme seuraavat lausekkeet:
SCFM = ACFM (sA/ PS • TS/ TA )
- PA = Todellinen paine
- PS = Vakiopaine
- TA = Todellinen lämpötila
- TS = Vakiolämpötila
Ihanteellisen kaasulain edellyttämissä absoluuttisissa asteikoissa normaali ilmanpaine on 14,7 psi ja vakiolämpötila on 528 Rankine-astetta, mikä on 68 Fahrenheit-astetta. Näitä arvoja käyttämällä saadaan:
SCFM = ACFM (sA(14,7 psi) (528˚R / TA)
ACFM = SCFM (14,7 psi / P.)A) (TA/528˚R)
Kosteuden kirjanpito
Ihanteellisesta kaasulakista johdettu yhtälö on hyödyllinen useimmissa tilanteissa, mutta koska ilma ei ole ihanteellinen kaasu, tarkempi suhde ACFM: n ja SCFM: n välillä ottaa huomioon kaasun kosteuspitoisuuden ilma:
ACFM = SCFM • PS - (RHS • PVS) / Pb - (RHA • PVA) • TA/ TS • Pb/ PA
- RHS = Normaali suhteellinen kosteus
- RHA = Todellinen suhteellinen kosteus
- PVS = Veden kyllästetty höyrynpaine vakiolämpötilassa
- PVA = Veden kyllästetty höyrynpaine todellisessa lämpötilassa
- Pb = Ilmanpaine