Os fabricantes de equipamentos de aquecimento e refrigeração 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. Parcialmente para comparar produtos, os fabricantes às vezes expressam capacidade em pés cúbicos padrão por minuto (SCFM), que pressupõe temperatura e pressão padrão. Se você tiver um aplicativo que solicite uma determinada capacidade em uma temperatura e pressão especificadas, e a capacidade do sistema que você está considerando listar capacidade no SCFM, você precisará de uma maneira de converter entre CFM e SCFM. Uma expressão derivada da lei ideal dos gases 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 de outros gases muda com temperatura e pressão, esse número varia. A densidade varia diretamente com a pressão e inversamente com a temperatura. Os engenheiros geralmente se referem ao CFM como pés cúbicos reais por minuto (ACFM) para sublinhar a relação entre fluxo de ar e 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, essas são as condições que o valor assume.
Convertendo de SCFM para ACFM e vice-versa
A lei ideal dos gases, pV \u003d nRT, fornece a relação entre pressão, volume e temperatura de um gás ideal, onde n é o número de mols 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 os fins deste cálculo, m indica a massa do gás, o que dá uma expressão para a densidade (d), que é definida como a massa do gás por unidade de volume (m /V); d \u003d m /V \u003d P /RT. Isolar a massa do gás que está sendo movido (m) e dividir pelo tempo que leva para movê-lo fornece a seguinte expressão: m /t \u003d d (V /t). Em palavras, a vazão mássica é igual à densidade multiplicada pela vazão volumétrica.
Usando essa relação e fazendo referência à lei dos gases ideais, obtemos as seguintes expressões:
SCFM \u003d 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. Utilizando esses valores, obtemos: SCFM \u003d ACFM (P A /14,7 psi) (528˚R /T A) ACFM \u003d SCFM (14,7 psi /P A) (T A /528˚R) A equação derivada da lei dos gases ideais é útil para a maioria das situações, mas porque o ar não é o ideal gás, uma relação mais precisa entre ACFM e SCFM leva em consideração o teor de umidade do ar: ACFM \u003d SCFM • P S - (RH S • PV S) /P b - (RH PV A) • T A /T S • P b /P A
Contabilidade da umidade
