Hoe de CFM van een blazer te berekenen: snelheid, verplaatsing en conversiestappen

Een ventilator met een vermogen van 600 CFM in de fabriek test vaak bijna 540 CFM zodra de geluiddemper, afvoerpijp en diffusor zijn vastgeschroefd. Dat gat is geen productiefout. Het is het verschil tussen het volume dat de rotoren per omwenteling verplaatsen en het volume dat daadwerkelijk een meetvlak doorkruist bij de daar bestaande druk en temperatuur.

Drie berekeningsroutes bestrijken bijna elk reëel geval: een snelheidsbeweging in de pijp, de verplaatsingsformule voor machines met positieve verplaatsing en de fabrikantcurve voor centrifugaal- en turboblowers. Ieder beantwoordt een iets andere vraag, en ieder kan een getal retourneren dat twintig procent verkeerd is als er onzorgvuldig wordt omgegaan met de eenheden of het meetvlak.

Wat een Blower CFM-nummer eigenlijk meet

CFM is een volumetrische stroomsnelheid: de kubieke voet gas die in één minuut een vast vlak passeert, gemeten bij de druk en temperatuur in dat vlak. Het is geen massacijfer, dus identieke machines die identieke massastromen verplaatsen, kunnen op een koude ochtend en een warme middag verschillende CFM-waarden rapporteren.

De drie labels op datasheets gedragen zich verschillend, en het combineren ervan is de meest voorkomende bron van maatfouten:

• ACFM weerspiegelt de omstandigheden op het meetpunt, meestal de inlaatflens van de ventilator, op het moment van de meting.
• SCFM wordt gecorrigeerd naar een standaardreferentie, doorgaans 68 F, 14,7 psia en 36 procent relatieve vochtigheid in de industriële praktijk in de VS, hoewel 60 F-referentiepunten in sommige sectoren gebruikelijk blijven.
• ICFM verwijst naar de inlaatflens van de ventilator en is het cijfer dat de meeste fabrikanten aanhalen bij het vermelden van de machinecapaciteit.

Een drielobbige wortelsblower die geschikt is voor de beluchting van afvalwater in een warm klimaat, moet eerst worden berekend op basis van de massastroom van zuurstof en vervolgens weer worden omgezet naar de ACFM die de machine fysiek zal zien. Als u die stap overslaat, komt er elk jaar in augustus een tekort aan lucht in het bassin.

Snelheidsmethode: CFM is gelijk aan snelheidstijdengebied

Om CFM in een kanaal of pijp te berekenen, vermenigvuldigt u de gemiddelde luchtsnelheid in voet per minuut met het dwarsdoorsnedeoppervlak in vierkante voet. Voor ronde buizen is de oppervlakte 3,1416 maal de straal in het kwadraat.

De rekenkunde is eenvoudig. Bij de meting wordt nauwkeurigheid gewonnen of verloren.

1. Kies een meetvlak met zeven tot tien kanaaldiameters recht stroomopwaarts en minimaal drie stroomafwaarts. Een vlak vlak na een elleboog kan bij de muur verre van gemiddeld lezen.
2. Doorkruis het gedeelte. Logsnelheid op verschillende punten langs twee loodrechte diameters in plaats van één middellijnaflezing; een 12 inchch kanaal heeft doorgaans acht tot twintig punten nodig voor een verdedigbaar gemiddelde.
3. Maak het gemiddelde van de meetwaarden, converteer de snelheid naar voet per minuut als uw instrument meters per seconde rapporteert en vermenigvuldig dit vervolgens met de oppervlakte.
4. Registreer tegelijkertijd de gastemperatuur en de barometrische druk. U hebt beide nodig voor de correctie van de standaardconditie later.

Een uitgewerkt voorbeeld maakt de schaal concreet. Een kanaal van 30 cm heeft een straal van 0,5 voet, dus het oppervlak is 0,785 vierkante voet. Een gemiddelde snelheid van 2.000 voet/min over dat gedeelte geeft ongeveer 1.570 CFM.

Instrumentkeuze is belangrijker dan de meeste gidsen toegeven. Een pitot-statische buis met een manometer werkt ruim boven ongeveer 300 meter per minuut, maar drijft met lage snelheid. Onder dat bereik is een thermische anemometer beter. Een gekalibreerde stromingsnozzle of een geïnstalleerde vortexmeter is de referentiemethode wanneer het getal commerciële gevolgen heeft.

Verdringingsmethode voor verdringerventilatoren

Voor wortel-, draaischuif- en schroefblowers is de geleverde stroom gelijk aan de verplaatsing per omwenteling vermenigvuldigd met de assnelheid, vervolgens verminderd met slipverliezen.

Neem een ​​drielobbige wortelsblazer met een verplaatsing van 0,55 kubieke voet per omwenteling en een toerental van 1200 tpm. De theoretische verplaatsing bedraagt ​​660 CFM. Terugglijden door de rotorspelingen vermindert dat cijfer, en de reductie neemt toe met de persdruk.

De bovenstaande efficiëntiecijfers zijn illustratief en vormen geen catalogusgarantie. De werkelijke waarden zijn afhankelijk van de rotorspeling, de toestand van de lagers en het gas dat wordt verwerkt. Wanneer het nummer in een contract moet gelden, vraag dan de winkelprestatietest aan bij uw standpunt; onze specificatiegids voor rootsblowers vermeldt de gegevens die de moeite waard zijn om te vragen.

Afvalwaterbehandeling Wortelventilator voor beluchting en ventilatorselectie Roots-type draaizuigerblower voor de beluchting van afvalwater, met een debiet tot 713,8 m³/min en een druk tot 98 kPa; nuttig wanneer de prestatie op het werkpunt moet worden geverifieerd. Bekijk Product →

CFM aflezen uit een prestatiecurve van een ventilator

Bij centrifugaal-, meertraps- en turboblowers wordt de stroom niet alleen door de snelheid bepaald. De geleverde CFM is het punt waar de druk-stroomcurve van de ventilator de systeemweerstandscurve kruist.

Fabrikanten publiceren deze curven bij een aangegeven inlaatconditie, een aangegeven snelheid en een aangegeven gasdichtheid. Verplaats een van de drie en het werkpunt beweegt met hen mee. Er volgen drie praktische gevolgen:

• Een vuil inlaatfilter verhoogt de systeemweerstand, waardoor het werkpunt langs de curve verschuift en de stroom daalt, ook al veranderde er niets in de ventilator.
• De stroom varieert ruwweg met de snelheid, de druk met het kwadraat van de snelheid en het asvermogen met de kubus. Als de snelheid met tien procent wordt verlaagd, daalt de stroom met ongeveer tien procent, maar het vermogen met grofweg zevenentwintig procent.
• Een curve getekend bij 68 F inlaatomstandigheden overschat de druk die een machine kan vasthouden wanneer het inlaatgas een temperatuur van 150 F bereikt, omdat de dichtheid lager is.

Meertraps centrifugaalventilator met gemiddelde stroominlaat voor beluchting van waterbehandeling Meertraps centrifugaalblower voor waterbehandelingsbeluchting, met drukstijging tot 78 kPa, geluid onder 85 dB en opties voor coatings, materialen en afdichtingen. Bekijk Product →

Converteren tussen SCFM en ACFM

Converteer SCFM naar ACFM door te vermenigvuldigen met de verhouding tussen de standaard en de werkelijke absolute druk en met de verhouding tussen de werkelijke en de standaard absolute temperatuur, met behulp van graden Rankine.

Voorbeeld: een ventilator met een vermogen van 500 SCFM bij 68 F en 14,7 psia zuigt lucht aan bij 90 F met een barometrische druk ter plaatse van 14,4 psia. De correctie is 500 x (14,7 / 14,4) x (550 / 528), wat neerkomt op ongeveer 531 ACFM. De massastroom is onveranderd; het volume dat de machine bij de inlaat verwerkt, is dat niet.

XBQ frequentieconversie-startkast voor regeling van de ventilatorsnelheid Blower-startkast met driefasige 380V-ingang, 0–400 Hz-uitgang en IP20-bescherming; ondersteunt snelheidsregeling voor energiebesparing. Bekijk Product →

Omdat de stroom de snelheid vrijwel lineair volgt, is een frequentieregelaar vaak de goedkoopste manier om een te grote ventilator af te stellen tot de CFM die het proces daadwerkelijk nodig heeft, en is de besparing op asvermogen groter dan de besparing op debiet.

Veldcontroles en vijf fouten die het resultaat vertekenen

De meeste CFM-geschillen komen eerder neer op het meetvlak, gemengde eenheden of genegeerde slip dan op een defecte machine.

1. Een enkele middellijnsnelheidsmeting. Bij ontwikkelde stroming overschat het de gemiddelde snelheid met vijf tot vijftien procent, en stroomafwaarts van een klep kan het veel erger zijn.
2. Vergelijking van een SCFM-offerte met een ACFM-veldmeting. Op een warme dag verschillen de twee getallen ruim tien procent voordat er daadwerkelijk iets aan de hand is.
3. Het behandelen van de verplaatsing van het naamplaatje als geleverde stroom. Rotorspeling, slijtage en stijgende druk hebben allemaal een negatieve invloed.
4. Meten dichtbij een geluiddemper, dilatatievoeg of bocht, waar het snelheidsprofiel geen kans krijgt om zich te vestigen.
5. Hoogte negeren. Op 1.500 m verplaatst een ventilator met vaste cilinderinhoud bijna dezelfde ACFM, maar ongeveer vijftien procent minder massa, en de druk die hij kan opbouwen daalt dienovereenkomstig.

Kopers kunnen het grootste deel hiervan verkorten door fabriekstestgegevens op te vragen bij de inlaatconditie van de locatie. De engineering achter deze tests zit in het bedrijf productie- en kwaliteitsoverzicht , die de rotorbewerkings- en balanceringsstappen omvat die bepalen hoe dicht de geleverde stroom bij de gepubliceerde curve ligt.

Veelgestelde vragen

Kan ik de CFM van de ventilator berekenen op basis van motorversterkers?

Alleen als grove controle. Het huidige asvermogen volgt, en het asvermogen is afhankelijk van de stroom en de druk samen, dus dezelfde versterkers kunnen een hoge stroom bij lage druk of een lage stroom bij hoge druk betekenen. Zonder een gekalibreerde vermogenscurve bij een bekende afvoerdruk zullen versterkers alleen u geen CFM opleveren.

Levert een grotere blower altijd meer CFM?

Nee. De geleverde stroom is afhankelijk van de systeemweerstand waartegen de machine werkt. Een grotere ventilator die wordt gesmoord door een te kleine pijp of een gedeeltelijk gesloten klep, kan minder lucht verplaatsen dan een kleinere unit op een open systeem.

Hoe nauwkeurig is de snelheidsbewegingsmethode?

Met een goede meerpuntsbeweging in een goed meetvlak ligt dit doorgaans binnen de drie tot vijf procent. Een enkelpuntsmeting kan gemakkelijk tien tot twintig procent afwijken, wat voldoende is om een ​​ventilator met de juiste afmetingen op een mislukking te laten lijken.

Waarom daalt de CFM van mijn ventilator als de druk stijgt?

Op een machine met positieve verplaatsing duwt een hogere persdruk meer gas terug door de rotorspelingen, waardoor de slip toeneemt en de geleverde stroom afneemt. Op een centrifugaalmachine schuift het werkpunt eenvoudigweg langs de curve naar een lager debiet.