תוֹכֶן
יצרני ציוד חימום וקירור מבטאים יכולת חילופי אוויר בכף רגל מעוקבת לדקה (CFM), אולם מספר זה משתנה בהתאם לטמפרטורה ולחץ האוויר המוחלף. בחלקם לצורך השוואה בין מוצרים, יצרנים מביעים לעיתים יכולת ברגל קובית רגילה לדקה (SCFM), המניחה טמפרטורה ולחץ סטנדרטיים. אם יש לך אפליקציה הקוראת לקיבולת מסוימת בטמפרטורה ולחץ מוגדרים, והקיבולת של המערכת שאתה שוקל מונה רשימות ב- SCFM, אתה זקוק לדרך להמרה בין CFM ל- SCFM. ביטוי הנגזר מחוק הגז האידיאלי מאפשר לך לעשות זאת.
מהם CFM ו- SCFM?
זרימת האוויר הנפח נמדדת ברגל מעוקב לדקה, אך מכיוון שצפיפות האוויר וגזים אחרים משתנים עם הטמפרטורה והלחץ, מספר זה משתנה. הצפיפות משתנה ישירות עם לחץ ובפוך עם הטמפרטורה. מהנדסים מתייחסים לרוב ל- CFM כמעין רגל מעוקבת לדקה (ACFM) כדי להדגיש את הקשר בין זרימת האוויר לצפיפות האוויר.
התייחסות לזרימת אוויר בתנאים סטנדרטיים מסלקת את השונות. למרות שיותר מסטנדרט אחד נמצא בשימוש בעולם, החברה האמריקאית למהנדסי מכונות משתמשת בערכים הסטנדרטיים הבאים:
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. האוויר אינו גז אידיאלי, אך אנו יכולים להשיג השוואה מועילה בין SCFM ל- ACFM על ידי כך שהוא מחשיב אותו ככזה.
לצורך חישוב זה, m מציין את מסת הגז, הנותנת ביטוי לצפיפות (ד), המוגדרת כמסת הגז לנפח יחידה (m / V); d = m / V = P / RT. בידוד מסת הגז המועבר (מ ') וחילוק לפי הזמן שלוקח להזיזו נותן את הביטוי הבא: m / t = d (V / t). במילים, קצב זרימת המסה שווה לצפיפות כפול קצב הזרימה הנפחי.
באמצעות קשר זה והתייחסות לחוק הגז האידיאלי, אנו מקבלים את הביטויים הבאים:
SCFM = ACFM (Pא/ עס • תס/ תא )
במאזניים המוחלטים הנדרשים על פי חוק הגז האידיאלי, הלחץ האטמוספרי הסטנדרטי הוא 14.7 psi והטמפרטורה הסטנדרטית היא 528 מעלות Rankine, השווה ל- 68 מעלות פרנהייט. בעזרת ערכים אלה אנו משיגים:
SCFM = ACFM (Pא/14.7 psi) (528˚R / Tא)
ACFM = SCFM (14.7 psi / Pא) (טא/ 528˚R)
חשבונאות ללחות
המשוואה הנגזרת מחוק הגז האידיאלי מועילה ברוב המצבים, אך מכיוון שאוויר אינו גז אידיאלי, קשר מדויק יותר בין ACFM ל- SCFM לוקח בחשבון את תכולת הלחות של האוויר:
ACFM = SCFM • Pס - (RHס • PVס) / עב - (RHא • PVא) • טא/ תס • עב/ עא