Стандартные кубические футы в минуту

Стандартные кубические футы в минуту ( SCFM ) — это молярная скорость потока газа, выраженная как объемный расход при «стандартизированной» температуре и давлении , что представляет собой фиксированное количество молей газа независимо от состава и фактических условий потока. Он связан с массовым расходом газа мультипликативной константой, которая зависит только от молекулярной массы газа. Существуют различные стандартные условия для температуры и давления , поэтому при выборе конкретного стандартного значения необходимо соблюдать осторожность. Во всем мире «стандартное» условие давления по-разному определяется как абсолютное давление 101 325 паскалей ( атмосферное давление ), 1,0 бар (т. е. 100 000 паскалей), 14,73 фунтов на квадратный дюйм или 14,696 фунтов на квадратный дюйм , а «стандартная» температура по-разному определяется как 68. °F, 60 °F, 0 °C, 15 °C, 20 °С или 25 °С. Относительная влажность (например, 36% или 0%) также включена в некоторые определения стандартных условий.

В Европе стандартная температура чаще всего определяется как 0 °C, но не всегда. В Соединенных Штатах Агентство по охране окружающей среды определяет стандартные условия для объема и объемного расхода как температуру 293 К (68 ° F) и давление 101,3 килопаскаля (29,92 дюйма рт. ст.). ^{[ 1 ]} хотя различные пользователи отрасли могут использовать определения от 60 ° F до 78 ° F.

Изменение стандартной температуры может привести к значительному изменению объема при одном и том же массовом расходе. Например, массовый расход воздуха 1000 кг/ч при абсолютном давлении в 1 атмосферу составляет 455 кубических футов в минуту, если определено при 32 °F (0 °C), и 481 куб.футов в минуту, если определено при 60 °F (16 °C). Из-за вариативности определений и последствий двусмысленности рекомендуется указать, какие стандартные условия используются при передаче «стандартного» значения расхода.

В странах, использующих метрическую систему единиц СИ, термин « нормальный кубический метр » (Нм ³) очень часто используется для обозначения объемов газа в некоторых нормализованных или стандартных условиях. Опять же, как отмечалось выше, не существует общепринятого набора нормированных или стандартных условий.

Единица	Давление	Температура	Кроты
Нм³	1,01325 бар а.	0 °С	0,0446158 кмоль
См³	1,01325 бар а.	15 °С	0,0422937 кмоль
СКФ	14 696 собак	60 °Ф	0,002641 фунтмоль

Фактический кубический фут в минуту

Фактический кубический фут в минуту (ACFM) — это объем газа, протекающего в любой точке системы, с учетом его температуры и давления. Если бы система перемещала газ точно в «стандартных» условиях, то ACFM был бы равен SCFM. Обычно это не так, поскольку наиболее важным отличием между этими двумя определениями является давление. Для перемещения газа положительное давление или вакуум необходимо создать . Когда к стандартному кубическому футу газа прикладывается положительное давление, он сжимается. Когда вакуум прикладывается к стандартному кубическому футу газа, он расширяется. Объем газа после того, как он находится под давлением или разрежен, называется его «фактическим» объемом.

SCF и ACF для идеального газа связаны в соответствии с комбинированным газовым законом : ^{[ 2 ]}^{[ 3 ]}

{\frac {P_{1}V_{1}}{T_{1}}}={\frac {P_{2}V_{2}}{T_{2}}}

Определив нормативные условия индексом 1 и фактические условия индексом 2, тогда: ^{[ 2 ]}^{[ 4 ]}

{\rm {SCF}}={\rm {ACF}}\,\cdot \,\left({\frac {P_{\rm {actual}}}{P_{\rm {standard}}}}\right)\,\left({\frac {T_{\rm {standard}}}{T_{\rm {actual}}}}\right)

где $P$ находится в единицах абсолютного давления и $T$ измеряется в абсолютных единицах температуры (т.е. в кельвинах или градусах Рэнкина ).

Это справедливо только при давлении и температуре, близких к стандартным условиям. Для неидеальных газов (большинства газов) вводится коэффициент сжимаемости «Z», позволяющий учесть неидеальность. Чтобы ввести коэффициент сжимаемости в уравнение, разделите ACF на «Z».

Кубические футы в минуту

Кубические футы в минуту (CFM) — термин, который часто сбивает с толку, поскольку у него нет единого определения, применимого ко всем случаям. Газы сжимаемы , а это означает, что цифру в кубических футах в минуту нельзя обязательно сравнивать с другой цифрой, когда речь идет о массе газа. Чтобы еще больше запутать проблему, центробежный вентилятор представляет собой устройство постоянного CFM или устройство постоянного объема. Это означает, что при постоянной скорости вентилятора центробежный вентилятор будет перекачивать постоянный объем воздуха. Это не то же самое, что перекачивать постоянную массу воздуха. Опять же, вентилятор будет перекачивать тот же объем, но не массу, при любой другой плотности воздуха. Это означает, что скорость воздуха в системе одинакова, хотя массовый расход через вентилятор не одинаков.

См. также

Ссылки

^ «Свод федеральных правил, глава 40, глава I, подраздел C, часть 63, подраздел A, § 63.2 Определения» . govinfo.gov . 01.01.2023 . Проверено 24 апреля 2024 г. «Свод федеральных правил, глава 40, глава I, подраздел C, часть 63, подраздел A, § 63.3 Единицы измерения и сокращения» . govinfo.gov . 01.01.2023 . Проверено 24 апреля 2024 г.
^ Jump up to: ^а ^б Веб-сайт Controls Warehouse (прокрутите вниз до раздела «Измерение расхода газа»)
^ Марк Лэдд (1998). Введение в физическую химию (3-е изд.). Издательство Кембриджского университета. ISBN 0-521-57881-7 . (уравнение 5.2, стр. 200)
^ Роберт Дж. Хейнсон и Джон М. Цимбала (2003). Проектирование качества воздуха в помещениях: гигиена окружающей среды и контроль загрязнителей внутри помещений . ЦРК Пресс. ISBN 0-8247-4061-0 . (стр. 33)

Внешние ссылки

Xchanger Inc, веб-страница Калькулятор расхода газа в стандартных кубических футах в минуту, нм3/час, фунтах в час, кг/час, ACFM и м3/час.
onlineflow.de, веб-страница Онлайн-калькулятор для преобразования объемного, массового и молярного расхода (SCFM, MMSCFD, Нм3/час, кг/с, кмоль/час и т. д.)
Сравнение ACFM и SCFM для HEPA-фильтров ASME AG-1
SCFM (стандартный CFM) и ACFM (фактический CFM) (только для потоков воздуха)
«Стандартные условия для газов» из ИЮПАК Золотой книги .
«Стандартное давление» из ИЮПАК Золотой книги .
«СТП» из ИЮПАК Золотой книги .
«Стандартное состояние» из ИЮПАК Золотой книги .
Плотность газа
Свойства атмосферы
ACFM против SCFM против ICFM

[1] «Свод федеральных правил, глава 40, глава I, подраздел C, часть 63, подраздел A, § 63.2 Определения» . govinfo.gov . 01.01.2023 . Проверено 24 апреля 2024 г. «Свод федеральных правил, глава 40, глава I, подраздел C, часть 63, подраздел A, § 63.3 Единицы измерения и сокращения» . govinfo.gov . 01.01.2023 . Проверено 24 апреля 2024 г.

[Warehouse-2] Jump up to: ^а ^б Веб-сайт Controls Warehouse (прокрутите вниз до раздела «Измерение расхода газа»)

[3] Марк Лэдд (1998). Введение в физическую химию (3-е изд.). Издательство Кембриджского университета. ISBN 0-521-57881-7 . (уравнение 5.2, стр. 200)

[4] Роберт Дж. Хейнсон и Джон М. Цимбала (2003). Проектирование качества воздуха в помещениях: гигиена окружающей среды и контроль загрязнителей внутри помещений . ЦРК Пресс. ISBN 0-8247-4061-0 . (стр. 33)

[ 1 ]

[ 2 ]

[ 3 ]

[ 4 ]