I produttori di apparecchiature di riscaldamento e raffreddamento esprimono la capacità di scambio d'aria in piedi cubici al minuto (CFM), ma questo numero varia in base alla temperatura e alla pressione dell'aria scambiata. Parzialmente per il confronto dei prodotti, i produttori a volte esprimono la capacità in piedi cubici standard al minuto (SCFM), che presuppone una temperatura e una pressione standard. Se si dispone di un'applicazione che richiede una determinata capacità a una determinata temperatura e pressione e la capacità del sistema che si sta considerando di elencare la capacità in SCFM, è necessario un modo per convertire tra CFM e SCFM. Un'espressione derivata dalla legge del gas ideale ti consente di farlo.
Cosa sono CFM e SCFM?
Il flusso d'aria volumetrico viene misurato in piedi cubici al minuto, ma perché la densità dell'aria e gli altri gas cambiano con la temperatura e la pressione, questo numero varia. La densità varia direttamente con la pressione e inversamente con la temperatura. Gli ingegneri si riferiscono spesso al CFM come piedi cubi effettivi al minuto (ACFM) per sottolineare la relazione tra il flusso d'aria e la densità dell'aria.
Riferendosi a un flusso d'aria in condizioni standard rimuove la variabilità. Sebbene nel mondo siano in uso più di uno standard, l'American Society of Mechanical Engineers utilizza i seguenti valori standard:
Quando la capacità di un riscaldamento o l'unità di raffreddamento è espressa in SCFM, queste sono le condizioni che assume il valore.
Conversione da SCFM a ACFM e ritorno
La legge del gas ideale, pV = nRT, ci dà il rapporto tra pressione , volume e temperatura di un gas ideale, dove n è il numero di moli del gas e R è una costante. L'aria non è un gas ideale, ma possiamo ottenere un utile confronto tra SCFM e ACFM considerandolo come tale.
Per lo scopo di questo calcolo, m indica la massa del gas, che dà un'espressione per densità (d), che è definita come la massa del gas per unità di volume (m /V); d = m /V = P /RT. Isolare la massa del gas che viene spostato (m) e dividendo per il tempo necessario a spostarlo dà la seguente espressione: m /t = d (V /t). A parole, la portata massica è uguale alla densità moltiplicata per la portata volumetrica.
Usando questa relazione e facendo riferimento alla legge del gas ideale, otteniamo le seguenti espressioni:
SCFM = ACFM (P A /P S • T S /T A) Nelle scale assolute richieste dalla legge del gas ideale, la pressione atmosferica standard è di 14,7 psi e la temperatura standard è 528 gradi Rankine, che equivale a 68 gradi Fahrenheit. Usando questi valori, otteniamo: SCFM = ACFM (P A /14.7 psi) (528 × R /T A) ACFM = SCFM (14,7 psi /P A) (T A /528˚R) Contabilità per l'umidità L'equazione derivata dalla legge del gas ideale è utile per la maggior parte delle situazioni, ma perché l'aria è non un gas ideale, una relazione più accurata tra ACFM e SCFM tiene conto del contenuto di umidità dell'aria: ACFM = SCFM • P S - (RH S • PV S ) /P b - (RH A • PV A) • T A /T S • P b /P A
