Proizvajalci ogrevalne in hladilne opreme izrazijo zmogljivost izmenjave zraka v kubičnih stopah na Minuta (CFM), vendar se to število spreminja glede na temperaturo in tlak zraka zamenjali. Delno zaradi primerjave izdelkov proizvajalci včasih izrazijo zmogljivost v standardnih kubičnih nogah na minuto (SCFM), ki predpostavlja standardno temperaturo in tlak. Če imate aplikacijo, ki zahteva določeno zmogljivost pri določeni temperaturi in tlaku, in zmogljivost sistema, ki ga razmišljate, navaja zmogljivost v SCFM, potrebujete način za pretvorbo med CFM in SCFM. Izraz, ki izhaja iz zakona o idealnem plinu, vam to omogoča.
Kaj sta CFM in SCFM?
Volumetrični pretok zraka se meri v kubičnih metrih na minuto, a ker se gostota zraka in drugih plinov spreminja s temperaturo in tlakom, se to število spreminja. Gostota se spreminja neposredno s tlakom in obratno s temperaturo. Inženirji se CFM pogosto sklicujejo na dejanske kubične noge na minuto (ACFM), da poudarijo razmerje med zračnim tokom in gostoto zraka.
Sklicevanje na pretok zraka pri običajnih pogojih odpravlja spremenljivost. Čeprav se na svetu uporablja več standardov, Ameriško združenje strojnih inženirjev uporablja naslednje standardne vrednosti:
- Atmosferski tlak = 14,7 psi
- Sobna temperatura = 68 stopinj Fahrenheita
- Relativna vlažnost = 36 odstotkov
- Gostota zraka = 0,075 lbs / cu.ft
Ko je zmogljivost grelne ali hladilne enote izražena v SCFM, so to pogoji, ki jih vrednost predpostavlja.
Pretvorba iz SCFM v ACFM in nazaj
Zakon o idealnem plinu, pV = nRT, nam daje razmerje med tlakom, prostornino in temperaturo idealnega plina, kjer je n število molov plina, R pa konstanta. Zrak ni idealen plin, lahko pa dobimo koristno primerjavo med SCFM in ACFM, če ga obravnavamo kot takega.
Za namene tega izračuna m pomeni maso plina, kar daje izraz za gostoto (d), ki je opredeljena kot masa plina na enoto prostornine (m / V); d = m / V = P / RT. Če izoliramo maso premikanega plina (m) in delimo s časom, potrebnim za premikanje, dobimo naslednji izraz: m / t = d (V / t). Z besedami je masni pretok enak gostoti, pomnoženi z volumetričnim pretokom.
Z uporabo tega razmerja in sklicevanjem na zakon o idealnem plinu dobimo naslednje izraze:
SCFM = ACFM (strA/ PS • TS/ TA )
- PA = Dejanski tlak
- PS = Standardni tlak
- TA = Dejanska temperatura
- TS = Standardna temperatura
V absolutnih lestvicah, ki jih zahteva zakon o idealnih plinih, je standardni atmosferski tlak 14,7 psi in standardna temperatura 528 stopinj Rankina, kar je 68 stopinj Celzija. Z uporabo teh vrednosti dobimo:
SCFM = ACFM (strA/14,7 psi) (528 ° R / TA)
ACFM = SCFM (14,7 psi / PA) (TA/528˚R)
Obračunavanje vlažnosti
Enačba, ki izhaja iz zakona o idealnem plinu, je koristna za večino situacij, ker pa zrak ni idealnega plina, natančnejše razmerje med ACFM in SCFM upošteva vsebnost vlage v zrak:
ACFM = SCFM • strS - (RHS • PVS) / Pb - (RHA • PVA) • TA/ TS • Pb/ PA
- RHS = Standardna relativna vlažnost
- RHA = Dejanska relativna vlažnost
- PVS = Nasičeni parni tlak vode pri standardni temperaturi
- PVA = Tlak nasičene pare vode pri dejanski temperaturi
- Pb = Zračni tlak