Les fabricants d'équipements de chauffage et de refroidissement expriment la 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 à échanger. En partie pour comparer les produits, les fabricants expriment parfois la capacité en pieds cubes standard par minute (SCFM), qui suppose une température et une pression standard. Si vous avez une application qui demande une certaine capacité à une température et une pression spécifiées, et la capacité du système dont vous envisagez la capacité de liste dans SCFM, vous avez besoin d'un moyen de convertir entre CFM et SCFM. Une expression dérivée de la loi des gaz parfaits vous permet de le faire.
Qu'est-ce que CFM et SCFM?
Le débit d'air volumétrique est mesuré en pieds cubes par minute, mais parce que la densité de l'air et les autres gaz changent 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 à CFM en pieds cubes réels par minute (ACFM) pour souligner la relation entre le débit d'air et la densité de l'air.
Se référer à un flux d'air dans des conditions standard supprime la variabilité. Bien que plus d'une norme soit utilisée dans le monde, l'American Society of Mechanical Engineers utilise les valeurs standard suivantes:
Quand la capacité d'un chauffage ou une unité de refroidissement 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 , volume et température d'un gaz idéal, où n est le nombre de moles du 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 désigne la masse du gaz, ce qui donne une expression pour la densité (d), qui est définie comme la masse du gaz par unité de volume (m /V); d = m /V = P /RT. Isoler la masse du gaz déplacé (m) et diviser par le temps qu'il faut 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 nous référant à la loi des gaz parfaits, nous obtenons les expressions suivantes:
SCFM = ACFM (P A /P S • T S /T A) Dans les échelles absolues requises par la loi des gaz parfaits, la pression atmosphérique standard est de 14,7 psi et la température standard est de 528 degrés Rankine, ce qui équivaut à 68 degrés Fahrenheit. En utilisant ces valeurs, on obtient: SCFM = ACFM (P A /14,7 psi) (528˚R /T A) ACFM = SCFM (14,7 psi /P A) (T A /528˚R) Prise en compte de l'humidité L'équation dérivée de la loi des gaz parfaits est utile dans la plupart des situations, mais parce que l'air 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 • P S - (RH S • PV S ) /P b - (RH A • PV A) • T A /T S • P b /P A
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