Proizvođači opreme za grijanje i hlađenje izražavaju kapacitet izmjene zraka u Kubičnim stopama po Minuta (CFM), ali ovaj broj varira ovisno o temperaturi i tlaku zraka razmijenjena. Djelomično radi usporedbe proizvoda, proizvođači ponekad izražavaju kapacitet u standardnim kubnim stopama u minuti (SCFM), koji pretpostavljaju standardnu temperaturu i tlak. Ako imate aplikaciju koja zahtijeva određeni kapacitet pri određenoj temperaturi i tlaku, i Kapacitet sustava koji razmatrate navodi kapacitet u SCFM, potreban vam je način za pretvorbu između CFM i SCFM. Izraz izveden iz zakona o idealnom plinu omogućuje vam to.
Što su CFM i SCFM?
Volumetrijski protok zraka mjeri se u kubičnim metrima u minuti, ali budući da se gustoća zraka i drugih plinova mijenja s temperaturom i tlakom, taj broj varira. Gustoća varira izravno s tlakom i obrnuto s temperaturom. Inženjeri se CFM često pozivaju kao stvarne kubne stope u minuti (ACFM) kako bi podvukli odnos između protoka zraka i gustoće zraka.
Pozivanje na protok zraka u standardnim uvjetima uklanja varijabilnost. Iako se u svijetu koristi više od jednog standarda, Američko društvo strojarskih inženjera koristi sljedeće standardne vrijednosti:
- Atmosferski tlak = 14,7 psi
- Sobna temperatura = 68 stupnjeva Fahrenheita
- Relativna vlažnost zraka = 36 posto
- Gustoća zraka = 0,075 lbs / cu.ft
Kada je kapacitet jedinice za grijanje ili hlađenje izražen u SCFM, to su uvjeti koje vrijednost pretpostavlja.
Pretvaranje iz SCFM u ACFM i natrag
Zakon idealnog plina, pV = nRT, daje nam odnos između tlaka, volumena i temperature idealnog plina, gdje je n broj molova plina, a R konstanta. Zrak nije idealan plin, ali možemo dobiti korisnu usporedbu između SCFM i ACFM ako ga smatramo takvim.
U svrhu ovog izračuna, m označava masu plina, što daje izraz za gustoću (d), koja je definirana kao masa plina po jedinici volumena (m / V); d = m / V = P / RT. Izoliranjem mase plina koji se pomiče (m) i dijeljenjem s vremenom potrebnim za pomicanje daje se sljedeći izraz: m / t = d (V / t). Riječima, maseni protok jednak je gustoći pomnoženoj s volumetrijskom brzinom protoka.
Koristeći ovaj odnos i pozivajući se na zakon o idealnom plinu, dobivamo sljedeće izraze:
SCFM = ACFM (strA/ PS • TS/ TA )
- StrA = Stvarni pritisak
- StrS = Standardni pritisak
- TA = Stvarna temperatura
- TS = Standardna temperatura
U apsolutnim skalama koje zahtijeva zakon o idealnom plinu, standardni atmosferski tlak je 14,7 psi, a standardna temperatura je 528 stupnjeva Rankinea, što je jednako 68 stupnjeva Fahrenheita. Koristeći ove vrijednosti dobivamo:
SCFM = ACFM (strA/14,7 psi (528 ° R / TA)
ACFM = SCFM (14,7 psi / PA) (TA/528˚R)
Računovodstvo vlažnosti
Jednadžba izvedena iz zakona o idealnom plinu korisna je u većini situacija, ali zato što zrak nije idealnog plina, precizniji odnos između ACFM i SCFM uzima u obzir sadržaj vlage u zrak:
ACFM = SCFM • StrS - (RHS • PVS) / Pb - (RHA • PVA) • TA/ TS • P.b/ PA
- RHS = Standardna relativna vlažnost zraka
- RHA = Stvarna relativna vlažnost zraka
- PVS = Zasićeni tlak pare vode pri standardnoj temperaturi
- PVA = Zasićeni tlak pare vode na stvarnoj temperaturi
- Strb = Barometarski tlak