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冷暖房設備のメーカーは、空気交換能力を毎分立方フィート(CFM)で表していますが、この数値は交換される空気の温度と圧力によって異なります。一部は製品を比較するために、製造業者は時々、標準の温度と圧力を想定した標準立方フィート/分(SCFM)で容量を表しています。指定した温度と圧力で特定の容量を必要とするアプリケーションがあり、検討しているシステムの容量がSCFMの容量をリストする場合、CFMとSCFMを変換する方法が必要です。理想的なガスの法則から導き出された表現により、それを行うことができます。
CFMとSCFMとは何ですか?
体積空気流量は立方フィート/分で測定されますが、空気や他のガスの密度は温度と圧力によって変化するため、この数値は異なります。密度は圧力によって直接変化し、温度によって反比例します。エンジニアは、空気流と空気密度の関係を強調するために、CFMを実際の立方フィート/分(ACFM)と呼ぶことがよくあります。
標準的な条件で気流を参照すると、ばらつきがなくなります。世界中で複数の標準が使用されていますが、米国機械学会では次の標準値を使用しています。
加熱または冷却ユニットの容量がSCFMで表される場合、これらは値が想定する条件です。
SCFMからACFMへの変換およびその逆
理想気体の法則pV = nRTは、理想気体の圧力、体積、温度の関係を示します。ここで、nは気体のモル数、Rは定数です。空気は理想的な気体ではありませんが、SCFMとACFMをそのように考えることで有用な比較を得ることができます。
この計算のために、mはガスの質量を表し、密度(d)の式を与えます。これは、単位体積あたりのガスの質量(m / V)として定義されます。 d = m / V = P / RT。移動するガスの質量(m)を分離し、移動にかかる時間で割ると、次の式が得られます:m / t = d(V / t)。言い換えれば、質量流量は、密度に体積流量を乗じたものに等しい。
この関係を使用して理想的なガスの法則を参照すると、次の式が得られます。
SCFM = ACFM(PA/ PS •TS/ TA )
理想的なガスの法則で要求される絶対スケールでは、標準大気圧は14.7 psi、標準温度は528度のランキンであり、これは華氏68度に相当します。これらの値を使用して、以下を取得します。
SCFM = ACFM(PA/14.7 psi)(528˚R/ TA)
ACFM = SCFM(14.7 psi / PA)(TA/528˚R)
湿度の説明
理想的なガスの法則から導かれた方程式は、ほとんどの状況で役立ちますが、空気は理想的なガスではないため、ACFMとSCFMのより正確な関係は、空気の水分量を考慮に入れます。
ACFM = SCFM•PS -(RHS •PVS)/ Pb -(RHA •PVA)•TA/ TS •Pb/ PA