Výrobcovia vykurovacích a chladiacich zariadení vyjadrujú kapacitu výmeny vzduchu v kubických stopách za rok Minútu (CFM), ale toto číslo sa líši v závislosti od teploty a tlaku vzduchu vymenili. Čiastočne kvôli porovnaniu výrobkov výrobcovia niekedy vyjadrujú kapacitu v štandardných kubických stopách za minútu (SCFM), ktorá predpokladá štandardnú teplotu a tlak. Ak máte aplikáciu, ktorá vyžaduje určitú kapacitu pri určenej teplote a tlaku, a kapacita systému, o ktorom uvažujete, uvádza kapacitu v SCFM, potrebujete spôsob, ako prevádzať medzi CFM a SCFM. Umožňuje vám to výraz odvodený zo zákona o ideálnom plyne.
Čo sú CFM a SCFM?
Objemový prietok vzduchu sa meria v kubických stopách za minútu, ale pretože sa hustota vzduchu a iných plynov mení s teplotou a tlakom, toto číslo sa líši. Hustota sa mení priamo s tlakom a inverzne s teplotou. Inžinieri často označujú CFM ako skutočné kubické stopy za minútu (ACFM), aby zdôraznili vzťah medzi prúdením vzduchu a hustotou vzduchu.
Odkaz na prúdenie vzduchu za štandardných podmienok odstraňuje variabilitu. Aj keď sa vo svete používa viac ako jedna norma, Americká spoločnosť strojných inžinierov používa tieto štandardné hodnoty:
- Atmosférický tlak = 14,7 psi
- Teplota v miestnosti = 68 stupňov Fahrenheita
- Relatívna vlhkosť vzduchu = 36 percent
- Hustota vzduchu = 0,075 lb / cu.ft
Ak je kapacita vykurovacej alebo chladiacej jednotky vyjadrená v SCFM, sú to podmienky, ktoré táto hodnota predpokladá.
Prevod z SCFM na ACFM a späť
Zákon ideálneho plynu, pV = nRT, nám dáva vzťah medzi tlakom, objemom a teplotou ideálneho plynu, kde n je počet mólov plynu a R je konštanta. Vzduch nie je ideálnym plynom, ale môžeme ho získať užitočným porovnaním medzi SCFM a ACFM.
Na účely tohto výpočtu m označuje hmotnosť plynu, ktorá dáva výraz pre hustotu (d), ktorá je definovaná ako hmotnosť plynu na jednotku objemu (m / V); d = m / V = P / RT. Izolácia hmotnosti pohybovaného plynu (m) a vydelenie časom, ktorý je potrebný na pohyb, dáva tento výraz: m / t = d (V / t). Slovom, hmotnostný prietok sa rovná hustote vynásobenej objemovým prietokom.
Použitím tohto vzťahu a odkazu na zákon o ideálnom plyne dostaneme nasledujúce výrazy:
SCFM = ACFM (strA/ StrS • TS/ TA )
- PA = Skutočný tlak
- PS = Štandardný tlak
- TA = Skutočná teplota
- TS = Štandardná teplota
V absolútnych mierkach požadovaných zákonom o ideálnom plyne je štandardný atmosférický tlak 14,7 psi a štandardná teplota 528 stupňov Rankine, čo sa rovná 68 stupňom Fahrenheita. Pomocou týchto hodnôt získame:
SCFM = ACFM (strA/ 14,7 psi) (528˚R / TA)
ACFM = SCFM (14,7 psi / PA) (TA/528˚R)
Účtovanie vlhkosti
Rovnica odvodená zo zákona o ideálnom plyne je užitočná pre väčšinu situácií, ale pretože vzduch nie je ideálneho plynu, presnejší vzťah medzi ACFM a SCFM zohľadňuje obsah vlhkosti v vzduch:
ACFM = SCFM • strS - (RHS • PVS) / Strb - (RHA • PVA) • TA/ TS • Pb/ StrA
- RHS = Štandardná relatívna vlhkosť
- RHA = Skutočná relatívna vlhkosť
- PVS = Tlak nasýtených pár vody pri štandardnej teplote
- PVA = Tlak nasýtených pár vody pri skutočnej teplote
- Pb = Barometrický tlak