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CFM, ICFM, ACFM, SCFM: 체적 유량 설명

최종 수정일: 3월 21일


EXAIR

유량은 일정 시간 동안 이동하는 물질의 양입니다. 일반적으로 물질의 양은 질량 또는 부피로 표현할 수 있습니다. 예를 들어 질량 유량은 일반적으로 분당 파운드(lbs./min) 또는 시간당 킬로그램(Kg/hr) 단위로 표시됩니다. 체적 유량은 분당 입방피트(CFM) 또는 시간당 리터(LPH) 단위로 표시됩니다. 압축성 가스에 체적 유량을 사용할 때 트릭이 시작됩니다. 이 블로그에서는 다양한 약어와 그 뒤에 숨겨진 이유를 살펴보겠습니다.


어떤 약어가 있나요?


CFM - 분당 입방 피트 수


SCFM - 분당 표준 입방 피트


ACFM - 분당 실제 입방 피트 수


ICFM - 분당 입구 입방 피트 수


위 유량의 체적 구성 요소는 CFM 또는 분당 입방 피트입니다. 이 용어는 일반적으로 공기 압축기 및 공압 장비의 등급을 매길 때 사용됩니다. 공기 압축기로 흡입되는 공기의 양을 실린더의 크기로 계산합니다. 모터의 분당 회전 수인 RPM으로 체적 유량을 계산할 수 있습니다. 고도, 온도, 상대 습도 등 조건이 변하면 CFM 값도 달라집니다. 이러한 조건을 더 명확히 하기 위해 컴프레서 제조업체는 정의가 포함된 용어를 추가하기로 결정했습니다. (참고로 공기 압축기는 여전히 공기 흐름의 단위로 CFM을 사용하지만, 이제는 표준 온도와 압력으로 정의됩니다).


이제 위의 CFM 앞의 첫 글자는 체적 공기 흐름이 측정되는 조건을 정의합니다. 이는 공압 부품을 비교하거나 공압 시스템의 크기를 적절하게 조정하는 데 중요합니다. 부피는 이상 기체 법칙에서 볼 수 있듯이 온도, 압력, 상대 습도의 세 가지 영역으로 측정됩니다.


공식 1:

V = n R T / P


V - 부피

n - 기체 분자 수

R - 보편 기체 상수

T - 절대 온도

P - 절대 압력


공기의 부피는 압력, 온도, 분자의 수에 따라 달라질 수 있습니다. 상대 습도는 어디인가요? 이것은 "n"이라는 용어로 참조됩니다. 수증기가 많거나 RH 값이 높을수록 주어진 부피에 포함된 공기 분자의 수가 적습니다.


SCFM은 가장 일반적으로 사용되는 용어이며 가장 혼란스러울 수 있습니다. 이 체적 공기 흐름의 개념은 비교를 위한 기준점을 설정하는 것입니다. 따라서 압력, 온도 또는 상대 습도에 관계없이 하나의 기준점에서 체적 공기 흐름을 서로 비교할 수 있습니다. 적절한 표준 온도 및 압력, 즉 STP에 대한 많은 논쟁이 있었습니다. 하지만 동일한 기준점을 사용하는 한 결과를 비교할 수 있습니다. 이 블로그에서는 '표준' 조건이 14.5 PSIA, 68oF, 0% RH인 압축 공기 및 가스 연구소(CAGI)의 기준을 사용하겠습니다. 기준점이 있기 때문에 실제 조건을 알아야 합니다. 예를 들어, 식당의 위치가 기준점으로 있지만 현재 위치를 모른다면 식당에 갈 수 없는 것과 같습니다. 마찬가지로, 우리는 공기를 한 조건에서 기준 또는 "표준" 조건으로 "이동"하고 있습니다.


ACFM은 실제 조건에서의 체적 공기 유량입니다. 이것은 실제로 "실제" 유량입니다. 이 용어는 거의 사용되지 않지만 이 값을 알아야 하는 데에는 몇 가지 이유가 있습니다. "표준" 조건이 아닌 공기 압축기의 크기를 조정할 수 있으며, 이 값을 사용하여 시스템의 속도와 압력 강하를 계산할 수 있습니다. SCFM과 ACFM 간의 상관관계를 파악할 수 있습니다:


공식 2:

ACFM = SCFM [Pstd / (Pact - Psat Φ)] (Tact / Tstd)


여기서:

ACFM = 분당 실제 입방 피트 수

SCFM = 분당 표준 입방 피트

Pstd = 표준 절대 기압(psia)

Pact = 실제 수준에서의 절대 압력(psia)

Psat = 실제 온도에서의 포화 압력(psi)

Φ = 실제 상대 습도

Tact = 실제 주변 공기 온도(oR) 또는 (oF + 460)

Tstd = 표준 온도(oR) 또는 (oF + 460)


ICFM(분당 입구 입방 피트 수)은 공기 컴프레서 역사상 가장 최근에 등장한 용어 중 하나입니다. 이는 공기 압축기 입구에 장치가 추가되어 유량 조건에 영향을 미치는 것을 말합니다. 공기 압축기의 흡입구에 송풍기가 있는 경우 '흡입구'에서 압력과 온도가 상승함에 따라 체적 유량이 달라집니다. 흡입 필터를 사용하는 경우 압력 강하로 인해 "흡입구"에서 유입되는 압력이 감소합니다. 공기 압축기의 체적 유량에 영향을 미치는 이러한 장치를 고려해야 합니다. 공식 3은 ACFM 및 ICFM과의 관계를 보여줍니다:


공식 3:

ICFM = ACFM (Pact/Pf) (Tf/Tact)


여기서:

ICFM = 분당 입구 입방 피트 수

ACFM = 분당 실제 입방 피트 수

Pf = 필터 또는 흡입구 장비 후 압력(PSIA)

Tf = 필터 또는 흡입구 장비 후 온도(°R)



에어 노즐

SCFM과 ACFM에 대한 위의 설명을 확장하기 위해 SCFM을 사용할 때 압력에 대한 기술적 질문이 자주 제기됩니다. 14.5 PSIA라는 기준점은 SCFM의 정의에 나와 있습니다. 이것은 단지 기준점일 뿐이라는 점을 기억하세요. 실제로는 시작 위치가 필요합니다. 이는 공기 값이 실제와 같은 ACFM 값이 될 것입니다. 예를 들어, 두 개의 에어 노즐은 60 SCFM에 정격입니다. EXAIR 슈퍼 에어 노즐(모델 1106)은 80 PSIG로 카탈로그에 나와 있고, 경쟁사는 60 PSIG로 카탈로그에 나와 있습니다. 비교해보면 두 제품이 같은 양의 압축 공기를 사용하는 것처럼 보이지만 실제로 그럴까요? 위의 방정식 2를 단순화하기 위해 동일한 온도, 68oF, 0% RH에서 두 노즐을 비교할 수 있습니다. 이 방정식은 다음과 같이 줄일 수 있습니다:


공식 4:

ACFM = SCFM * 14.5 / (P + 14.5)


60 PSIG 경쟁사 :

ACFM = 60 SCFM * 14.5 PSIA/(60 PSIG + 14.5 PSIA) = 11.7 ACFM


80 PSIG EXAIR 슈퍼 에어 노즐 :

ACFM = 60 SCFM * 14.5 PSIA / (80 PSIG + 14.5PSIA) = 9.2ACFM


SCFM 등급은 동일하지만 두 가지 다른 압력에서 실제 유량은 경쟁 노즐에서 21% 더 많은 압축 공기를 사용하는 것으로 나타났습니다.


또 다른 예는 공기 컴프레서의 크기를 정하는 것입니다. 공기 컴프레서의 정격 온도는 해수면(14.5 PSIA), 68oF, 0% RH이므로 덴버에 있는 경우 어떻게 될까요? 한 제조 회사가 공장을 가동하기 위해 500 SCFM 공기 컴프레서가 필요했습니다. 이 공장은 해발 1,000피트에 위치해 있었고 현장 온도는 85oF, 상대 습도는 60%였습니다. 표준 조건이 아니었기 때문에 공기 컴프레서의 적절한 크기를 위해 ACFM을 계산할 수 있었습니다. 1,000피트 상공의 대기압은 14.2 PSIG였습니다. 85oF에서의 포화 압력은 0.595 PSIA입니다. 공식 2에서 ACFM을 계산할 수 있습니다.


ACFM = SCFM [Pstd / (Pact - Psat Φ)] (Tact / Tstd)

ACFM = 500 SCFM [14.5 / (14.2 - 0.595 60%)] * [(85oF + 460) / (68oF + 460)]

ACFM = 500 SCFM 1.0474 1.0322

ACFM = 540


이 제조 공장의 경우 해당 위치에서 500 SCFM 공압 시스템을 가동하려면 용량을 540 SCFM으로 늘려야 합니다.


압축 공기 제품이나 공기 컴프레서의 등급을 매길 때는 항상 압력, 온도 및 RH 조건을 확인하세요. 체적 유량에 대해 더 많이 알수록 올바른 제품을 선택할 때 더 나은 결정을 내릴 수 있습니다.



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