Производители отопительного и охлаждающего оборудования определяют производительность воздухообмена в кубических футах на Минута (CFM), но это число зависит от температуры и давления воздуха. обменялись. Отчасти ради сравнения продуктов производители иногда выражают производительность в стандартных кубических футах в минуту (SCFM), что предполагает стандартные температуру и давление. Если у вас есть приложение, которое требует определенной мощности при указанной температуре и давлении, и емкость системы, которую вы рассматриваете, перечисляет емкость в SCFM, вам нужен способ преобразования между CFM и СКФМ. Выражение, полученное из закона идеального газа, позволяет это сделать.
Что такое CFM и SCFM?
Объемный расход воздуха измеряется в кубических футах в минуту, но поскольку плотность воздуха и других газов изменяется в зависимости от температуры и давления, это число меняется. Плотность напрямую зависит от давления и обратно пропорциональна температуре. Инженеры часто называют CFM фактическим кубическим футом в минуту (ACFM), чтобы подчеркнуть взаимосвязь между воздушным потоком и плотностью воздуха.
Обращение к воздушному потоку при стандартных условиях устраняет изменчивость. Хотя в мире используется более одного стандарта, Американское общество инженеров-механиков использует следующие стандартные значения:
- Атмосферное давление = 14,7 фунтов на квадратный дюйм
- Комнатная температура = 68 градусов по Фаренгейту
- Относительная влажность = 36 процентов
- Плотность воздуха = 0,075 фунта / куб. Фут.
Когда мощность нагревательного или охлаждающего агрегата выражается в кубических футах в минуту, это те условия, которые принимает значение.
Преобразование из SCFM в ACFM и обратно
Закон идеального газа, pV = nRT, дает нам соотношение между давлением, объемом и температурой идеального газа, где n - количество молей газа, а R - постоянная величина. Воздух - не идеальный газ, но мы можем получить полезное сравнение между SCFM и ACFM, рассматривая его как таковой.
Для целей этого расчета m обозначает массу газа, которая дает выражение для плотности (d), которая определяется как масса газа на единицу объема (м / В); d = m / V = P / RT. Выделив массу перемещаемого газа (m) и разделив на время, необходимое для перемещения, получим следующее выражение: m / t = d (V / t). Другими словами, массовый расход равен плотности, умноженной на объемный расход.
Используя это соотношение и ссылаясь на закон идеального газа, мы получаем следующие выражения:
SCFM = ACFM (PА/ПS • ТS/ ТА )
- пА = Фактическое давление
- пS = Стандартное давление
- ТА = Фактическая температура
- ТS = Стандартная температура
В абсолютных масштабах, требуемых законом об идеальном газе, стандартное атмосферное давление составляет 14,7 фунтов на квадратный дюйм, а стандартная температура - 528 градусов по Ренкину, что равняется 68 градусам по Фаренгейту. Используя эти значения, получаем:
SCFM = ACFM (PА/14,7 фунтов на кв. Дюйм) (528˚R / TА)
ACFM = SCFM (14,7 фунтов на кв. Дюйм / шт.А) (ТА/528˚R)
Учет влажности
Уравнение, полученное из закона идеального газа, полезно в большинстве ситуаций, но поскольку воздух не является идеальный газ, более точное соотношение между ACFM и SCFM учитывает влажность воздуха:
ACFM = SCFM • PS - (RHS • PVS)/Пб - (RHА • PVА) • TА/ ТS • Пб/ПА
- RHS = Стандартная относительная влажность
- RHА = Фактическая относительная влажность
- PVS = Давление насыщенного пара воды при стандартной температуре
- PVА = Давление насыщенного пара воды при фактической температуре
- пб = Барометрическое давление
