jaký je rozdíl?
většina topných těles Tutco-Farnam Custom se používá k ohřevu průtoku vzduchu. Při určování síly potřebné k ohřevu proudu vzduchu se vždy objeví dvě otázky.
- kolik „věcí“ musíme zahřát? Z technického hlediska, jaký je hmotnostní průtok?
- jak horký musí být vzduch? Jinými slovy, jaký je nutný nárůst teploty?,
zaměříme se na první otázku. V USA je velmi běžné vidět objemový průtok vzduchu uvedený v jednotkách kubických stop za minutu. Ať už je dodáván ventilátorem, dmychadlem nebo potrubím stlačeného vzduchu, objemový průtok vzduchu jednoduše udává objem vzduchu procházejícího danou jednotkou času. SCFM je zkratka pro standardní krychlových stop za minutu, s „standardní“ znamenat standardní podmínky. V zájmu této diskuse předpokládáme standardní podmínky 1 atm a 68 ° F., Různá průmyslová odvětví a standardní organizace ve skutečnosti uvádějí mírně odlišné hodnoty, jaké jsou standardní podmínky, ale tuto diskusi ušetříme na jindy.
kubické nohy za minutu = CFM = ft.3 / min za skutečných podmínek
standardní kubické nohy za minutu = SCFM = ft.3 / min za standardních podmínek (1 atm = 14.7 psi, 68 ° F)
proč?
objemový průtok s jednotkami CFM znamená, že průtok byl měřen za skutečných podmínek (skutečný tlak, skutečná teplota)., Rozdíl mezi SCFM a CFM je důležitý, protože hustota vzduchu se změní s tlakem a teplotou. To lze vidět z pohledu ideálního zákona o plynu. Jak si možná pamatujete, hustota = hmotnost / objem. Když je ideální zákon plynu přeskupen, hustota vzduchu může být viděna jako úměrná tlaku a nepřímo úměrná teplotě.
PV = mRT → ρ = m/V = P/RT
hustota Vzduchu za standardních podmínek = .0752 lb.,/ft3
vzhledem k tomu, že hustota proudění vzduchu uvedená za standardních podmínek (SCFM) je vždy stejná, jedná se v podstatě o hmotnostní průtok! Stanovení průtoku vzduchu v jednotkách SCFM usnadňuje porovnání podmínek a některé výpočty jsou jednodušší.
ρ = m/V → m = pV →m/t = ρ (V/t)
hmotnostní průtok = hustota* Objemový průtok
Jak mohu převést do SCFM?
můžeme snadno odvodit konverzní rovnici z ideálního zákona o plynu a výše uvedené rovnice hmotnostního průtoku., Hmotnostní průtok je stejný, zda je průtok uveden v CFM nebo SCFM.
m/t = pactual*CFM = pstd*SCFM → SCFM = CFM *(pactual/ pstd) = CFM * (pactual/Pstd)*(Tstd/Tactual)
Poznámka: ideální plyn právo používá absolutní tlak a absolutní teplotní stupnice.
SCFM = CFM * (Pactual/14,7 psi)*(528°R/Tactual)
Pojďme dát, že k použití
1
potřebujeme k ohřevu průtoku vzduchu 25 CFM při tlaku 30 kpa, a 90°F až 200°F.,
Převést průtok SCFM:
30 psig = 44.7 psia, 90°F = 550°R
SCFM = (25)*(44.7/14.7)*(528/550) = 73 SCFM
rovnice Q/t = (m/t)*cp*ΔT lze aproximovat vzduchu:
Moc = (1/3)*SCFM*ΔT
Moc = (1/3)*73 SCFM* (200°F – 90°F) = 2676W
Pokud budeme předpokládat, 15% více energie pro různé ztráty, 3100W bude zapotřebí.
Case 2
potřebujeme zahřát průtok vzduchu 200 CFM od 60 ° F do 200 ° F pomocí dmychadla pracujícího při statickém tlaku 2 in.H2O.,
převést tok na SCFM:
2 in.H2O = .072 psi = 14.772 psia, 60°F = 520°R
SCFM = (200)*(14.772/14.7)*(528/520) = 204 SCFM
Moc = (1/3)*204 SCFM* (200°F – 60°F) = 9520W
Pokud předpokládáme, že 15% více energie pro různé ztráty, 11kW bude zapotřebí.
Závěr
Pro Případ 1, pokud bychom měli pouze zapojen v 25CFM do výše uvedené rovnice, byli bychom podměrečné o faktor o tři., Pro případ 2, kdybychom použili 200CFM, byli bychom pod 2%, kdybychom nebyli převedeni na SCFM.
