Contenu
Les fabricants d’équipements de chauffage et de refroidissement expriment une capacité d’échange d’air en pieds cubes par minute (CFM), mais ce nombre varie en fonction de la température et de la pression de l’air échangé. En partie à des fins de comparaison des produits, les fabricants expriment parfois leur capacité en pieds cubes standard par minute (SCFM), qui utilise une température et une pression standard. Si vous avez une application qui appelle une certaine capacité à une température et une pression spécifiées, ainsi que la capacité du système que vous envisagez de gérer, indique une capacité de liste dans SCFM, vous devez trouver un moyen de convertir CFM en SCFM. Une expression dérivée de la loi des gaz parfaits vous permet de le faire.
Que sont CFM et SCFM?
Le débit volumétrique de l'air est mesuré en pieds cubes par minute, mais comme la densité de l'air et des autres gaz varie avec la température et la pression, ce nombre varie. La densité varie directement avec la pression et inversement avec la température. Les ingénieurs se réfèrent souvent au CFM comme étant des pieds cubes réels par minute (ACFM) pour souligner la relation entre le débit d'air et la densité de l'air.
Faire référence à un flux d'air dans des conditions standard supprime la variabilité. Bien que plusieurs normes soient utilisées dans le monde, l'American Society of Mechanical Engineers utilise les valeurs standard suivantes:
Lorsque la capacité d'une unité de chauffage ou de climatisation est exprimée en SCFM, ce sont les conditions que la valeur suppose.
Conversion de SCFM en ACFM et retour
La loi des gaz parfaits, pV = nRT, nous donne la relation entre la pression, le volume et la température d'un gaz idéal, où n est le nombre de moles de gaz et R est une constante. L'air n'est pas un gaz idéal, mais nous pouvons obtenir une comparaison utile entre SCFM et ACFM en le considérant comme tel.
Pour les besoins de ce calcul, m représente la masse du gaz, ce qui donne une expression pour densité (d), définie comme la masse du gaz par unité de volume (m / V); d = m / V = P / RT. Isoler la masse du gaz en mouvement (m) et le diviser par le temps nécessaire pour le déplacer donne l'expression suivante: m / t = d (V / t). En mots, le débit massique est égal à la densité multipliée par le débit volumétrique.
En utilisant cette relation et en faisant référence à la loi des gaz parfaits, nous obtenons les expressions suivantes:
SCFM = ACFM (PUNE/ PS • TS/ TUNE )
Dans les échelles absolues requises par la loi des gaz parfaits, la pression atmosphérique standard est de 14,7 psi et la température standard de 528 degrés Rankine, ce qui correspond à 68 degrés Fahrenheit. En utilisant ces valeurs, on obtient:
SCFM = ACFM (PUNE/ 14,7 psi) (528˚R / TUNE)
ACFM = SCFM (14,7 psi / PUNE) (TUNE/ 528˚R)
Comptabilisation de l'humidité
L'équation dérivée de la loi des gaz parfaits est utile dans la plupart des situations, mais comme l'air n'est pas un gaz idéal, une relation plus précise entre ACFM et SCFM prend en compte la teneur en humidité de l'air:
ACFM = SCFM • PS - (RHS • PVS) / Pb - (RHUNE • PVUNE) • TUNE/ TS • Pb/ PUNE