Стандартные кубические сантиметры в минуту

Стандартные кубические сантиметры в минуту ( SCCM ) — это единица измерения скорости потока жидкости. 1 SCCM идентичен 1 см³ _STP /мин. Другим выражением этого может быть Нмл/мин. Эти стандартные условия варьируются в зависимости от различных регулирующих органов. Одним из примеров стандартных условий расчета SCCM является $T_{n}$ = 0 °С (273,15 К) и $p_{n}$ = 1,01 бар (14,72 фунтов на квадратный дюйм ) и коэффициент сжимаемости, равный единице. $Z_{n}$ = 1 (т.е. для определения СККМ используется идеальный газ). Этот пример относится к отрасли производства полупроводников.

Преобразование в массовый расход и молярный расход

В целях преобразования полезно рассматривать один SCCM как массовый расход в один кубический сантиметр в минуту при плотности, определенной при некоторой стандартной температуре. жидкости, обычно газа, $T_{n}$и давление, $p_{n}$.

Чтобы преобразовать один SCCM в меру массового расхода в системе СИ, кг/с, необходимо полагаться на фундаментальное соотношение между массовым расходом и объемным расходом (см. Объемный расход ),

${\dot {m}}=\rho _{n}{\dot {q}},$

где $\rho _{n}$ - плотность при некоторых стандартных условиях, и уравнение состояния, такое как

$\rho _{n}={\frac {p_{n}M}{Z_{n}R_{u}T_{n}}},$

с $M$ жидкости молекулярная масса , $Z_{n}$ жидкости коэффициент сжимаемости и $R_{u}$ универсальная газовая постоянная . Включив в вышеуказанные отношения между ${\dot {m}}$ и ${\dot {q}}$ единицы измерения и их преобразование в квадратные скобки получаем

${\dot {m}}\left[{\frac {kg}{s}}\right]=\rho _{n}\left[{\frac {kg}{m^{3}}}\right]{\dot {q}}\left[{\frac {cm^{3}}{min}}{\frac {1\,min}{60\,s}}{\frac {1m^{3}}{10^{6}\,cm^{3}}}\right],$

где ${\dot {m}}$ находится в $kg/s$, $\rho _{n}$ в $kg/m^{3}$, и ${\dot {q}}$ находится в $cm^{3}/min$. В дальнейшем, заменив $\rho _{n}$ с приведенным выше уравнением состояния получаем

${\dot {m}}\left[{\frac {kg}{s}}\right]={\frac {p_{n}[Pa]M\left[{\frac {kg}{kmol}}\right]}{Z_{n}R_{u}\left[{\frac {J}{Kkmol}}\right]T_{n}[K]}}{\dot {q}}\left[{\frac {cm^{3}}{min}}{\frac {1\,min}{60\,s}}{\frac {1m^{3}}{10^{6}\,cm^{3}}}\right].$

Используя это последнее соотношение, можно преобразовать массовый расход в более привычную единицу кг/с в SCCM и наоборот с помощью

$1\,{\frac {kg}{s}}=6E7{\frac {Z_{n}R_{u}\left[{\frac {J}{Kkmol}}\right]T_{n}[K]}{p_{n}[Pa]M\left[{\frac {kg}{kmol}}\right]}}SCCM,$

и

$1\,SCCM=1.6667E-8{\frac {p_{n}[Pa]M\left[{\frac {kg}{kmol}}\right]}{Z_{n}R_{u}\left[{\frac {J}{Kkmol}}\right]T_{n}[K]}}{\frac {kg}{s}}.$

С помощью этого преобразования из SCCM в кг/с можно затем использовать доступные калькуляторы единиц измерения для преобразования кг/с в другие единицы: например, г/с системы CGS или пуля/с.

На основании приведенных выше формул связь между SCCM и молярной скоростью потока в кмоль/с определяется выражением

$1\,{\frac {kmol}{s}}=6E7{\frac {Z_{n}R_{u}\left[{\frac {J}{Kkmol}}\right]T_{n}[K]}{p_{n}[Pa]}}SCCM,$

и

$1\,SCCM=1.6667E-8{\frac {p_{n}[Pa]}{Z_{n}R_{u}\left[{\frac {J}{Kkmol}}\right]T_{n}[K]}}{\frac {kmol}{s}}.$

Примеры конвертации

В качестве некоторых примеров использования рассмотрим преобразование 1 SCCM в кг/с газа с молекулярной массой. $M$, где $M$ находится в кг/кмоль. Кроме того, рассмотрим стандартные условия 101325 Па и 273,15 К и предположим, что газ является идеальным газом (т. е. $Z_{n}=1$). Используя метод скобок единицы (см. преобразование единиц ), получаем:

$1\,{\cancel {\text{SCCM}}}\cdot {\frac {1.6667E-8{\frac {101325[Pa]M\left[{\frac {kg}{kmol}}\right]}{8314\left[{\frac {J}{Kkmol}}\right]273.15[K]}}{\frac {kg}{s}}}{1\,{\cancel {\text{SCCM}}}}}=7.4364E-10\,\,M\left[{\frac {kg}{kmol}}\right]\,{\frac {kg}{s}}.$

Учитывая азот, молекулярная масса которого составляет 28 кг/кмоль, 1 SCCM азота в кг/с определяется по формуле:

$7.4364E-10\,\cdot \,28=2.0822E-8{\frac {kg}{s}}.$

Проделав то же самое для 1 SCCM гелия, имеющего молекулярную массу 4 кг/кмоль, получим:

$7.4364E-10\,\cdot \,4=2.9745E-9{\frac {kg}{s}}.$

Обратите внимание, что 1 SCCM гелия меньше в кг/с, чем один SCCM азота.

Чтобы преобразовать 50 SCCM азота с учетом вышеизложенных соображений, нужно сделать

$50\,{\cancel {\text{SCCM}}}\cdot {\frac {1.6667E-8{\frac {101325[Pa]28\left[{\frac {kg}{kmol}}\right]}{8314\left[{\frac {J}{Kkmol}}\right]273.15[K]}}{\frac {kg}{s}}}{1\,{\cancel {\text{SCCM}}}}}=1.04E-6{\frac {kg}{s}}.$

Чтобы преобразовать 1 SCCM в кмоль/с, нужно сделать

$1\,{\cancel {\text{SCCM}}}\cdot {\frac {1.6667E-8{\frac {101325[Pa]}{8314\left[{\frac {J}{Kkmol}}\right]273.15[K]}}{\frac {kg}{s}}}{1\,{\cancel {\text{SCCM}}}}}=7.4364E-10\,{\frac {kmol}{s}}.$

Сопутствующие единицы измерения расхода

Единицей, связанной с SCCM, является SLM или SLPM, что означает стандартный литр в минуту . Их преобразование

$1\,{\text{SCCM}}=10^{-3}\,{\text{SLM}},$

и

$1\,{\text{SLM}}=10^{3}\,{\text{SCCM}}.$

Другая единица измерения — SCFM, которая означает стандартный кубический фут в минуту .

Еще одна единица измерения, связанная с SCCM (и SLM), — это PCCM (и PLM), что означает «идеальный кубический сантиметр в минуту» (идеальный литр в минуту). Один PCCM — это один SCCM, когда газ идеален. Другими словами, один PCCM точно такой же, как один SCCM тогда и только тогда, когда $Z_{n}=1$ в вышеуказанных отношениях.

Внешние ссылки

• Калькулятор массового расхода (включая SCCM)