Как рассчитать воздуходувку в куб. футах в минуту: скорость, рабочий объем и этапы преобразования

Вентилятор с номинальной производительностью 600 кубических футов в минуту на заводе часто будет испытывать производительность около 540 кубических футов в минуту после того, как глушитель, выпускная труба и диффузор прикручены болтами. Этот разрыв не является производственным дефектом. Это разница между объемом, который роторы перемещают за один оборот, и объемом, который фактически пересекает плоскость измерения при существующих там давлении и температуре.

Три маршрута расчета охватывают почти каждый реальный случай: перемещение скорости в трубе, формула смещения для машин объемного типа и кривая производителя для центробежных и турбонагнетателей. Каждый отвечает на несколько разный вопрос, и каждый может вернуть число, неверное на двадцать процентов, если с единицами измерения или плоскостью измерения обращаются небрежно.

Что на самом деле измеряет число CFM для воздуходувки

CFM — это объемный расход: кубические футы газа, проходящие через фиксированную плоскость за одну минуту, измеренные при давлении и температуре в этой плоскости. Это не показатель массы, поэтому одинаковые машины, перемещающие одинаковые массовые потоки, могут сообщать разные значения CFM холодным утром и жарким днем.

Три метки в таблицах данных ведут себя по-разному, и их смешивание является наиболее распространенным источником ошибок в размерах:

• АКФМ отражает условия в точке измерения, обычно на входном фланце вентилятора, на момент снятия показаний.
• СКФМ корректируется до стандартного эталонного значения, обычно 68 F, 14,7 фунтов на квадратный дюйм и относительной влажности 36 процентов в промышленной практике США, хотя контрольные точки 60 F остаются обычными в некоторых секторах.
• ИКФМ относится к входному фланцу вентилятора и является цифрой, которую большинство производителей указывают при указании мощности машины.

Трехлопастной вентилятор Рутса, предназначенный для аэрации сточных вод в жарком климате, необходимо сначала рассчитать по массовому расходу кислорода, а затем преобразовать обратно в ACFM, который машина физически увидит. Пропустите этот шаг, и каждый август в бассейне будет не хватать воздуха.

Метод скорости: CFM равен площади, умноженной на скорость.

Чтобы рассчитать кубические футы в минуту в воздуховоде или трубе, умножьте среднюю скорость воздуха в футах в минуту на площадь поперечного сечения в квадратных футах. Для круглой трубы площадь равна 3,1416 квадрату радиуса.

Арифметика проста. Измерение — это то, где точность выигрывается или теряется.

1. Выберите плоскость измерения с семью-десятью прямыми диаметрами воздуховодов на входе и не менее трех на выходе. Плоскость сразу после локтя может читаться у стены далеко не средне.
2. Пройдите раздел. Запись скорости в нескольких точках вдоль двух перпендикулярных диаметров вместо показаний по одной осевой линии; для 12-дюймового воздуховода обычно требуется от восьми до двадцати точек для получения оправданного среднего значения.
3. Усредните показания, преобразуйте скорость в футы в минуту, если ваш прибор показывает метры в секунду, а затем умножьте на площадь.
4. Одновременно записывайте температуру газа и барометрическое давление. Вам понадобятся оба для коррекции стандартных условий позже.

Проработанный пример делает масштаб более конкретным. Воздуховод диаметром 12 дюймов имеет радиус 0,5 фута, поэтому его площадь составляет 0,785 кв. футов. Средняя скорость 2000 футов/мин по этому сечению дает около 1570 кубических футов в минуту.

Выбор инструмента имеет большее значение, чем признает большинство гидов. Статическая трубка Пито с манометром работает значительно выше примерно 1000 футов в минуту, но дрейфует с низкой скоростью. Ниже этого диапазона лучше использовать термоанемометр. Калиброванное сопло или установленный вихревой расходомер являются эталонным методом, когда количество имеет коммерческие последствия.

Метод вытеснения для воздуходувок объемного действия

Для нагнетателей Рутса, лопастных и винтовых воздуходувок подаваемый поток равен смещению на оборот, умноженному на скорость вала, а затем уменьшенному на потери при скольжении.

Возьмем трехлопастной нагнетатель Рутса, производительностью 0,55 кубических футов за оборот и работающий со скоростью 1200 об/мин. Теоретический объем составляет 660 куб. футов в минуту. Проскальзывание через зазоры ротора уменьшает этот показатель, и это уменьшение растет с увеличением давления нагнетания.

Приведенные выше показатели эффективности являются иллюстративными и не являются гарантией каталога. Реальные значения зависят от зазора ротора, состояния подшипников и перекачиваемого газа. Если в контракте необходимо указать число, запросите проверку производительности в магазине на своем рабочем месте; наш Руководство по характеристикам воздуходувки Рутса перечисляет данные, которые стоит запросить.

Воздуходувка для очистки сточных вод для аэрации и выбора воздуходувки Воздуходувка объемного типа Рутса для аэрации сточных вод, с расходом до 713,8 м³/мин и давлением до 98 кПа; полезно, когда необходимо проверить работу рабочей точки. Посмотреть продукт →

Чтение CFM по кривой производительности воздуходувки

В центробежных, многоступенчатых и турбонагнетателях поток определяется не только скоростью. Подача CFM — это точка, в которой кривая давления-расхода нагнетателя пересекает кривую сопротивления системы.

Производители публикуют эти кривые при заданных условиях на входе, заданной скорости и заявленной плотности газа. Переместите любой из трех, и рабочая точка переместится вместе с ними. Из этого следуют три практических следствия:

• Грязный входной фильтр повышает сопротивление системы, поэтому рабочая точка смещается по кривой, а расход падает, даже если внутри вентилятора ничего не изменилось.
• Расход примерно зависит от скорости, давление — в квадрате скорости, а мощность на валу — в кубе. Снижение скорости резки на десять процентов снижает расход примерно на десять процентов, а мощность примерно на двадцать семь процентов.
• Кривая, построенная при температуре на входе 68 F, завышает давление, которое машина может выдерживать, когда газ на входе достигает температуры 150 F, поскольку плотность ниже.

Многоступенчатый центробежный вентилятор со средним расходом на входе для аэрации водоочистки Многоступенчатый центробежный вентилятор для аэрации водоподготовки, с давлением до 78 кПа, шумом до 85 дБ и вариантами покрытий, материалов и уплотнений. Посмотреть продукт →

Преобразование между SCFM и ACFM

Преобразуйте SCFM в ACFM, умножив на отношение стандартного к фактическому абсолютному давлению и на отношение фактической к стандартной абсолютной температуре, используя градусы Рэнкина.

Пример: воздуходувка мощностью 500 куб. футов в минуту при давлении 68 F и давлении 14,7 фунтов на квадратный дюйм всасывает воздух при температуре 90 F при атмосферном давлении на площадке 14,4 фунтов на квадратный дюйм. Поправка составляет 500 x (14,7/14,4) x (550/528), что составляет около 531 ACFM. Массовый расход не изменился; объем, который машина обрабатывает на входе, нет.

Пусковой шкаф XBQ с преобразованием частоты для управления скоростью вентилятора Пусковой шкаф вентилятора с трехфазным входом 380 В, выходом 0–400 Гц и степенью защиты IP20; поддерживает регулирование скорости для экономии энергии. Посмотреть продукт →

Поскольку скорость потока отслеживается почти линейно, частотно-регулируемый привод часто является самым дешевым способом настройки вентилятора увеличенного размера до уровня, необходимого для процесса, а экономия мощности на валу превышает экономию расхода.

Полевые проверки и пять ошибок, искажающих результат

Большинство споров по CFM сводятся к плоскости измерения, смешанным единицам измерения или игнорированию скольжения, а не к неисправной машине.

1. Одно показание скорости по центральной линии. В развитом потоке средняя скорость завышается на пять-пятнадцать процентов, а после клапана она может быть намного хуже.
2. Сравнение предложения SCFM с полевыми измерениями ACFM. В жаркий день эти два числа различаются более чем на десять процентов, прежде чем что-то действительно пойдет не так.
3. Рассматривайте смещение паспортной таблички как нагнетаемый поток. Зазор ротора, износ и повышение давления — все это сказывается.
4. Измерение вблизи глушителя, компенсатора или изгиба, где профиль скорости не имеет возможности стабилизироваться.
5. Игнорирование высоты. На высоте 1500 м воздуходувка с фиксированным рабочим объемом перемещает почти такой же ACFM, но примерно на пятнадцать процентов меньшую массу, и давление, которое она может создать, соответственно падает.

Покупатели могут сократить большую часть этого, запросив данные заводских испытаний при входных условиях на объекте. Разработка этих испытаний находится в компании Обзор производства и качества , который охватывает этапы обработки и балансировки ротора, которые определяют, насколько близко подаваемый поток соответствует опубликованной кривой.

Часто задаваемые вопросы

Могу ли я рассчитать CFM вентилятора по амперам двигателя?

Только в качестве грубой проверки. Ток отслеживает мощность на валу, а мощность на валу зависит одновременно от расхода и давления, поэтому один и тот же ток может означать высокий расход при низком давлении или низкий расход при высоком давлении. Без калиброванной кривой мощности при известном давлении нагнетания одни усилители не дадут вам CFM.

Всегда ли более крупный вентилятор производит больше кубических футов в минуту?

Нет. Подаваемый поток зависит от сопротивления системы, с которым работает машина. Вентилятор большего размера, дросселируемый трубой меньшего размера или частично закрытым клапаном, может перекачивать меньше воздуха, чем агрегат меньшего размера в открытой системе.

Насколько точен метод скоростного перемещения?

При правильном многоточечном перемещении в хорошей плоскости измерения он обычно находится в пределах от трех до пяти процентов. Показания по одной точке могут легко отличаться от десяти до двадцати процентов, и этого достаточно, чтобы вентилятор неправильного размера выглядел как неисправный.

Почему мой вентилятор CFM падает при повышении давления?

В машинах объемного типа более высокое давление нагнетания выталкивает больше газа обратно через зазоры ротора, поэтому скольжение увеличивается, а подаваемый поток падает. В центробежной машине рабочая точка просто смещается по кривой в сторону меньшего расхода.