Producătorii de echipamente de încălzire și răcire exprimă capacitatea de schimb de aer în picioare cubice per Minute (CFM), dar acest număr variază în funcție de temperatura și presiunea aerului schimbat. Parțial pentru a compara produsele, producătorii exprimă uneori capacitatea în picioare cubice standard pe minut (SCFM), care presupune o temperatură și o presiune standard. Dacă aveți o aplicație care necesită o anumită capacitate la o temperatură și presiune specificate, și capacitatea sistemului pe care o luați în considerare listează capacitatea în SCFM, aveți nevoie de o modalitate de a converti între CFM și SCFM. O expresie derivată din legea ideală a gazelor vă permite să faceți acest lucru.
Ce sunt CFM și SCFM?
Debitul volumetric de aer se măsoară în picioare cubice pe minut, dar deoarece densitatea aerului și a altor gaze se modifică cu temperatura și presiunea, acest număr variază. Densitatea variază direct cu presiunea și invers cu temperatura. Inginerii se referă adesea la CFM drept Picioare Cubice Reale pe Minut (ACFM) pentru a sublinia relația dintre fluxul de aer și densitatea aerului.
Referirea la un flux de aer în condiții standard elimină variabilitatea. Deși în lume sunt utilizate mai multe standarde, Societatea Americană a Inginerilor Mecanici folosește următoarele valori standard:
- Presiunea atmosferică = 14,7 psi
- Temperatura camerei = 68 grade Fahrenheit
- Umiditate relativă = 36%
- Densitatea aerului = 0,075 lbs / cu.ft
Când capacitatea unei unități de încălzire sau răcire este exprimată în SCFM, acestea sunt condițiile pe care valoarea le asumă.
Conversia de la SCFM la ACFM și înapoi
Legea gazului ideal, pV = nRT, ne oferă relația dintre presiunea, volumul și temperatura unui gaz ideal, unde n este numărul de moli ai gazului și R este o constantă. Aerul nu este un gaz ideal, dar putem obține o comparație utilă între SCFM și ACFM, considerându-l ca atare.
În scopul acestui calcul, m reprezintă masa gazului, care dă o expresie pentru densitatea (d), care este definită ca masa gazului pe unitate de volum (m / V); d = m / V = P / RT. Izolarea masei gazului în mișcare (m) și împărțirea la timpul necesar mișcării dă următoarea expresie: m / t = d (V / t). În cuvinte, debitul masic este egal cu densitatea înmulțită cu debitul volumetric.
Folosind această relație și referindu-ne la legea ideală a gazelor, obținem următoarele expresii:
SCFM = ACFM (PA/ PS • TS/ TA )
- PA = Presiunea reală
- PS = Presiunea standard
- TA = Temperatura reală
- TS = Temperatura standard
În scările absolute cerute de legea ideală a gazelor, presiunea atmosferică standard este de 14,7 psi și temperatura standard este de 528 grade Rankine, ceea ce este egal cu 68 grade Fahrenheit. Folosind aceste valori, obținem:
SCFM = ACFM (PA/ 14,7 psi) (528˚R / TA)
ACFM = SCFM (14,7 psi / PA) (TA/528˚R)
Contabilitatea umidității
Ecuația derivată din legea ideală a gazelor este utilă pentru majoritatea situațiilor, dar pentru că aerul nu este un gaz ideal, o relație mai precisă între ACFM și SCFM ia în considerare conținutul de umiditate al aer:
ACFM = SCFM • PS - (RHS • PVS) / Pb - (RHA • PVA) • TA/ TS • Pb/ PA
- RHS = Umiditate relativă standard
- RHA = Umiditatea relativă reală
- PVS = Presiunea de vapori saturați a apei la temperatura standard
- PVA = Presiunea vaporilor saturați a apei la temperatura reală
- Pb = Presiunea barometrică