יצרני ציוד חימום וקירור מבטאים יכולת חילופי אוויר ברגל מעוקבת לכל דקה (CFM), אך מספר זה משתנה בהתאם לטמפרטורה ולחץ האוויר החליפו. חלקית לצורך השוואת מוצרים, יצרנים מבטאים לעיתים יכולת ברגליים מעוקבות לדקה (SCFM), המניחות טמפרטורה ולחץ סטנדרטיים. אם יש לך יישום הקורא לקיבולת מסוימת בטמפרטורה ולחץ מוגדרים, ואת היכולת של המערכת שאתה שוקל מפרטת קיבולת ב- SCFM, אתה צריך דרך להמיר בין CFM ל- SCFM. ביטוי הנגזר מחוק הגז האידיאלי מאפשר לך לעשות זאת.
מהם CFM ו- SCFM?
זרימת אוויר נפחית נמדדת בקוביות רגל לדקה, אך מכיוון שצפיפות האוויר וגזים אחרים משתנה עם הטמפרטורה והלחץ, מספר זה משתנה. הצפיפות משתנה ישירות עם הלחץ ולהפך עם הטמפרטורה. מהנדסים לעיתים קרובות מתייחסים ל- CFM כאל רגל מעוקבת בפועל לדקה (ACFM) כדי להדגיש את הקשר בין זרימת האוויר לצפיפות האוויר.
התייחסות לזרימת אוויר בתנאים סטנדרטיים מסירה את השונות. למרות שיותר מתקן אחד נמצא בשימוש בעולם, האגודה האמריקנית להנדסת מכונות משתמשת בערכי התקן הבאים:
- לחץ אטמוספרי = 14.7 psi
- טמפרטורת החדר = 68 מעלות פרנהייט
- לחות יחסית = 36 אחוז
- צפיפות אוויר = 0.075 ק"ג / מ"ר
כאשר הקיבולת של יחידת חימום או קירור מתבטאת ב- SCFM, אלה התנאים שהערך מניח.
המרה מ- SCFM ל- ACFM ובחזרה
חוק הגז האידיאלי, pV = nRT, נותן לנו את הקשר בין לחץ, נפח וטמפרטורה של גז אידיאלי, כאשר n הוא מספר השומות של הגז ו- R הוא קבוע. אוויר אינו גז אידיאלי, אך אנו יכולים להשיג השוואה שימושית בין SCFM ל- ACFM על ידי התייחסות אליו ככזו.
לצורך חישוב זה, m מציין את מסת הגז, הנותן ביטוי לצפיפות (d), המוגדרת כמסת הגז ליחידת נפח (m / V); d = m / V = P / RT. בידוד המסה של הגז המועבר (מ ') וחילוק הזמן שנדרש להזיזו נותן את הביטוי הבא: m / t = d (V / t). במילים, קצב זרימת המסה שווה לצפיפות כפול קצב הזרימה הנפחי.
באמצעות מערכת יחסים זו והתייחסות לחוק הגז האידיאלי, אנו מקבלים את הביטויים הבאים:
SCFM = ACFM (Pא/ Pס • תס/ תא )
- פא = לחץ בפועל
- פס = לחץ סטנדרטי
- טא = טמפרטורה בפועל
- טס = טמפרטורה סטנדרטית
במאזניים המוחלטים הנדרשים על פי חוק הגז האידיאלי, לחץ האטמוספירה הסטנדרטי הוא 14.7 psi והטמפרטורה הסטנדרטית היא 528 מעלות Rankine, השווה 68 מעלות פרנהייט. באמצעות ערכים אלה אנו מקבלים:
SCFM = ACFM (Pא/14.7 psi) (528˚R / Tא)
ACFM = SCFM (14.7 psi / Pא) (תא/528˚R)
חשבונאות לחות
המשוואה הנגזרת מחוק הגז האידיאלי שימושית ברוב המצבים, אך מכיוון שהאוויר אינו גז אידיאלי, קשר מדויק יותר בין ACFM ל- SCFM לוקח בחשבון את תכולת הלחות של אוויר:
ACFM = SCFM • Pס - (RHס • PVס) / Pב - (RHא • PVא) • תא/ תס • פב/ Pא
- RHס = לחות יחסית סטנדרטית
- RHא = לחות יחסית בפועל
- PVס = לחץ אדים רווי של מים בטמפרטורה סטנדרטית
- PVא = לחץ אדים רווי של מים בטמפרטורה בפועל
- פב = לחץ ברומטרי