Fabricantes de equipamentos de aquecimento e resfriamento expressam capacidade de troca de ar em pés cúbicos por minuto (CFM), mas esse número varia de acordo com a temperatura e a pressão do ar que está sendo trocado. Em parte para comparar produtos, os fabricantes às vezes expressam capacidade em Pés Cúbicos Padrão por Minuto (SCFM - Standard Cubic Feet per Minute), que assume uma temperatura e pressão padrão. Se você tiver um aplicativo que chame uma determinada capacidade a uma temperatura e pressão especificadas, e a capacidade do sistema que você está considerando listar a capacidade no SCFM, você precisará de uma maneira de converter entre CFM e SCFM. Uma expressão derivada da lei dos gases ideais permite que você faça isso.
O que são CFM e SCFM?
O fluxo de ar volumétrico é medido em pés cúbicos por minuto, mas porque a densidade do ar e outros gases mudam com a temperatura e a pressão, esse número varia. A densidade varia diretamente com a pressão e inversamente com a temperatura. Os engenheiros geralmente se referem ao CFM como real por pés cúbicos por minuto (ACFM) para sublinhar a relação entre o fluxo de ar e a densidade do ar.
A referência a um fluxo de ar em condições padrão remove a variabilidade. Embora mais de um padrão esteja em uso no mundo, a Sociedade Americana de Engenheiros Mecânicos usa os seguintes valores padrão:
Quando a capacidade de um aquecimento ou unidade de resfriamento é expressa em SCFM, estas são as condições que o valor assume.
Convertendo de SCFM para ACFM e Back
A lei de gás ideal, pV = nRT, nos dá a relação entre pressão , volume e temperatura de um gás ideal, onde n é o número de moles do gás e R é uma constante. O ar não é um gás ideal, mas podemos obter uma comparação útil entre o SCFM e o ACFM considerando-o como tal.
Para o propósito deste cálculo, m denota a massa do gás, que dá uma expressão para densidade (d), que é definida como a massa do gás por unidade de volume (m /V); d = m /V = P /RT. Isolar a massa do gás que está sendo movido (m) e dividir pelo tempo que leva para movê-lo dá a seguinte expressão: m /t = d (V /t). Em palavras, a vazão mássica é igual à densidade multiplicada pela vazão volumétrica.
Usando essa relação e referindo-se à lei dos gases ideais, obtemos as seguintes expressões:
SCFM = ACFM (P A /P S> T S /T A) Nas escalas absolutas exigidas pela lei dos gases ideais, a pressão atmosférica padrão é de 14,7 psi e a temperatura padrão é de 528 graus Rankine, o que equivale a 68 graus Fahrenheit. Usando esses valores, obtemos: SCFM = ACFM (P A /14,7 psi) (528˚R /T A) ACFM = SCFM (14,7 psi /P A) (T A /528˚R) Contabilização da Umidade A equação derivada da lei dos gases ideais é útil para a maioria das situações, mas porque o ar é não é um gás ideal, uma relação mais precisa entre o ACFM e o SCFM leva em conta o teor de umidade do ar: ACFM = SCFM • P S - (UR S> PV A
) /P b - (RH A> PV A)
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