Qual è la differenza?
La maggior parte dei riscaldatori Tutco–Farnam Custom sono utilizzati per riscaldare un flusso d’aria. Quando si determina la potenza necessaria per riscaldare un flusso d’aria, invariabilmente si presenteranno due domande.
- Quanta “roba” dobbiamo riscaldare? In termini più tecnici, qual è la portata massica?
- Quanto deve diventare calda l’aria? In altre parole, qual è l’aumento di temperatura richiesto?,
Ci concentreremo sulla prima domanda. Negli Stati Uniti, è molto comune vedere la portata d’aria volumetrica espressa in unità di piedi cubi al minuto. Se è fornito da un fan, dal ventilatore, o dalla linea appiattita dell’aria, la portata d’aria volumetrica sta dichiarando semplicemente il volume di aria che passa attraverso sopra una determinata unità di tempo. SCFM è l’acronimo di Standard Piedi cubi al minuto, con” Standard ” che implica condizioni standard. Per il bene di questa discussione, assumeremo condizioni standard di 1 atm e 68 ° F., Diverse industrie e organizzazioni standard in realtà citano valori leggermente diversi per quali condizioni standard sono, ma stiamo andando a salvare quella discussione per un’altra volta.
Piedi cubi al minuto = CFM = ft.3 / minuto alle condizioni effettive
Piedi cubici standard al minuto = SCFM = ft.3 / minuto in condizioni standard (1 atm = 14.7 psi, 68°F)
Perché farlo?
Una portata volumetrica con unità di CFM implica che la portata sia stata misurata in condizioni reali (pressione effettiva, temperatura effettiva)., La distinzione tra SCFM e CFM è importante perché la densità dell’aria cambierà con la pressione e la temperatura. Questo può essere visto da dare un’occhiata alla legge del gas ideale. Come ricorderai, densità = massa / volume. Quando la legge del gas ideale viene riorganizzata, la densità dell’aria può essere vista come proporzionale alla pressione e inversamente proporzionale alla temperatura.
PV = mRT → ρ = m/V = P/RT
Densità dell’aria in condizioni standard = .0752 libbre.,/ ft3
Poiché la densità dell’aria di un flusso d’aria dichiarato in condizioni standard (SCFM) è sempre la stessa, è essenzialmente una portata massica! Indicare un flusso d’aria in unità di SCFM rende facile confrontare le condizioni e alcuni calcoli più semplici.
ρ = m/V → m = pv →m/t = ρ (V/t)
portata massica = densità* Portata volumetrica
Come posso convertire in SCFM?
Possiamo facilmente ricavare l’equazione di conversione dalla legge del gas ideale e dall’equazione della portata massica sopra., La portata massica è uguale se il flusso è indicato in CFM o SCFM.
m/t = pactual*CFM = pstd*SCFM → SCFM = CFM *(pactual/ pstd) = CFM * (pactual/Pstd)*(Tstd/Palpabile)
Nota: La legge del gas ideale utilizza pressioni assolute e una scala di temperatura assoluta.
SCFM = CFM * (Pactual/14.7 psi)*(528°R/Tactual)
Mettiamolo in uso
Caso 1
Abbiamo bisogno di riscaldare un flusso d’aria di 25 CFM ad una pressione di 30 psig, e 90°F fino a 200°F.,
Convertire il flusso di SCFM:
30 psig = 44.7 psia, 90°F = 550°R
SCFM = (25)*(44.7/14.7)*(528/550) = 73 SCFM
L’equazione Q/t = (m/t)*cp*DT può essere approssimata ad aria per:
Alimentazione = (1/3)*SCFM*ΔT
Alimentazione = (1/3)*73 SCFM* (200°F – 90°F) = 2676W
Se si assume il 15% in più di potenza per varie perdite, 3100W sarà richiesto.
Caso 2
Abbiamo bisogno di riscaldare un flusso d’aria di 200 CFM da 60°F fino a 200°F utilizzando un ventilatore che funziona ad una pressione statica di 2 in.H2O.,
Convertire il flusso in SCFM:
2 pollici.H2O = .072 psi = 14.772 psia, 60°F = 520°R
SCFM = (200)*(14.772/14.7)*(528/520) = 204 SCFM
Alimentazione = (1/3)*204 SCFM* (200°F – 60°F) = 9520W
Se si assume il 15% più potenza per varie perdite, 11kW sarà richiesto.
Conclusione
Per il caso 1, se avessimo semplicemente inserito 25CFM nell’equazione precedente, saremmo stati sottodimensionati di un fattore di circa tre., Per il caso 2, se avessimo usato 200CFM, saremmo stati sotto del 2% se non avessimo convertito in SCFM.
