当长期使用泵的用户进入压缩机世界时，他们必须抛弃熟悉的流量术语，如GPM、GPH、BPH等，而拥抱新的术语，如SCFM、ICFM、CFM和ACFM，这些术语定义了压力下气体和蒸汽的流量。由于气体的可压缩特性，它们需要一套不同的术语来定义它们的流动。在这里，我将试图通过解释这些术语的含义以及实践压缩机专业人员通常如何使用这些术语来揭开这个字母汤的神秘面纱。
理想气体定律
在讨论流定义之前，我们将介绍一些基本理论。
一个理想气体是一种原子或分子之间的所有碰撞都是完全弹性的，并且分子间没有吸引力的状态。把它想象成一组完全坚硬的球体，它们相互碰撞，但彼此之间没有相互作用。在这种气体中，所有的热力学能都是以动能的形式存在的，而热力学能的任何变化都伴随着温度的变化。
理想气体可以用绝对压力(P)、体积(V)和绝对温度(T)这三个状态变量来表征。它们之间的关系可以从动力学理论中推导出来，称为理想气体定律:
PV = nRT
地点:
n =摩尔数
R =通用气体常数= 8.3145 J/mol K
N =分子数
k =玻尔兹曼常数= 1.38066 × 10-23年J/K = 8.617385 × 105电动汽车/ K
k = R/N一个
N一个=阿伏伽德罗常数= 6.0221 x 1023/摩尔
如果给定气体流中的摩尔或重量保持不变，我们可以这样写:
(方程1)
，其中V可以表示流中任意两点的体积流量。
从式1开始，我们可以确定不同条件下的气体体积，如标准条件和实际工艺条件。流标准条件(SFCM)定义为标准条件下气体或空气流量的每分钟立方英尺流量，通常设置为14.696 psia, 60°F(520°R)和0%相对湿度(RH)。实际立方英尺每分钟(ACFM)表示管道内实际情况下气体或空气每分钟的立方英尺流量。对压缩机进口法兰或喷嘴处的流量进行了特殊区分。这个流程叫做入口立方英尺每分钟(ICFM)，压缩机设计师经常使用它来确定机器内的实际气体或空气速度。
如果这个过程是在“标准”条件下移动气体，那么ACFM就等于SCFM。不幸的是，当工艺温度和压力从一个点变化到另一个点时，情况通常不是这样。要移动气体，必须产生正压或真空。当对标准立方英尺气体施加正压时，气体会变小。相反，当真空作用于标准立方英尺的气体时，气体会膨胀。气体经过加压或稀薄后的体积被称为它的“实际”体积。
当心一些压缩机制造商将使用CFM这个术语来表示从压缩机排放到接收器或工厂空气总管的空气流量。其他公司则使用首字母缩写ACFM(实际CFM)来衡量压缩机的空气质量。
现在我们可以开始计算了。下面是将SCFM转换为ACFM的方程，假设是理想气体，即Z=1:
(公式2)
，其中P实际在psia和T实际的度数是R。
假设是理想气体，下面是将ACFM转换为SCFM的方程:
方程(3)
，其中P实际在psia和T实际的度数是R。
假设是理想气体，下面是将SCFM转换为ICFM的方程:
方程(4)
，其中P入口在psia和T入口的度数是R。
如何从SCFM转换到ACFM示例
在本例中，我们将找出在200 psig和250℉条件下气体2500 scfm的体积。首先，确保将表压转换为绝对压力单位，即200 psig = 214.7 psia，将温度转换为绝对单位，即250℉=710℉。现在，我们可以很容易地计算ACFM方程3得到233.1立方英尺每分钟的实际值。
气体流量可视化
为了更好地理解这些不同流量项之间的关系，我们将研究图1(下图)所示的简单压缩系统。在这里，压缩机从大气中吸入气体(标准条件)，并将气体排放到一个更高的50 psig压力系统中。最终，气体流过控制阀，导致压力下降到40 psig。如果我们沿着图1中压缩系统的气流，我们可以看到这些流动项是如何应用的。
以下是基本假设:
- 在标准条件下，从A点开始
- 然后我们看到在B点的压缩机吸气处压力下降到-1.0 psig (13.7 psia)
- 然后我们看到C点的压力增加到50 psig。
- 最后，我们看到D点的压力下降到10 psig。
表1总结了这些条件下容积流量的变化。
在入口A管道处，气体容积为100%。因为有吸入管路压降,进口卷(ICFM) B将比体积略大(107.3%)在a气体被压缩后,压缩机的体积流量放电,指定为实际立方英尺每分钟(ACFM)将(31.02%)低于a。最后的体积流量,控制阀后,ACFM略有增加(36.17%)相比,在C流,因为减少的压力。
随着时间的推移，这些方程将成为第二天性，气体体积流量、压力和温度之间的关系将更容易理解。当有人问需要多少气体流量时，问他们:你想要SCFM、ACFM还是ICFM的流量?