ブロワーの CFM を計算する方法: 速度、変位、変換ステップ

工場での定格が 600 CFM のブロワーは、サイレンサー、排出パイプ、ディフューザーがボルトで固定されると、多くの場合 540 CFM 近くでテストされます。このギャップは製造上の欠陥ではありません。これは、ローターが回転ごとに変位する体積と、そこに存在する圧力と温度で測定面を実際に横切る体積との差です。

3 つの計算ルートは、パイプ内の速度トラバース、容積式機械の変位式、遠心ブロワーとターボブロワーのメーカー曲線という、ほぼすべての実際のケースをカバーします。それぞれがわずかに異なる質問に答えますが、単位や測定面が不注意に扱われると、それぞれが 20% 間違った数値を返す可能性があります。

ブロワーの CFM 数値が実際に測定するもの

CFM は体積流量です。固定面を 1 分間に通過するガスの立方フィートを、その面の圧力と温度で測定します。これは質量数値ではないため、同じ質量流量を移動させる同一のマシンでも、寒い朝と暑い午後では異なる CFM 値が報告される可能性があります。

データシート上の 3 つのラベルは動作が異なり、これらを混合することがサイズ設定エラーの最も一般的な原因です。

• ACFM 読み取り時の測定点 (通常はブロワー入口フランジ) の状態を反映します。
• SCFM 一部の分野では依然として 60 °F 基準点が一般的ですが、米国の産業慣行では、標準基準値 (通常は 68 °F、14.7 psia、相対湿度 36%) に補正されます。
• ICFM はブロワー入口フランジを指し、ほとんどのメーカーが機械の能力を示すときに引用する数値です。

暑い気候での廃水曝気用にサイズ設定された 3 ローブ ルーツ ブロワーは、最初に酸素の質量流量に基づいて計算し、次に機械が物理的に認識する ACFM に変換し直す必要があります。そのステップをスキップすると、毎年 8 月に盆地の空気が不足します。

速度法: CFM は速度と面積の積に等しい

ダクトまたはパイプ内の CFM を計算するには、フィート/分単位の平均風速と平方フィート単位の断面積を掛けます。丸パイプの場合、面積は半径の 2 乗の 3.1416 倍です。

算術は簡単です。精度が勝敗を左右するのは測定です。

1. 上流側に 7 ～ 10 個の直管ダクト直径と、下流側に少なくとも 3 個のダクト直径を持つ測定面を選択します。肘の直後の飛行機は、壁付近では平均から大きく外れています。
2. セクションを横断します。 1 つの中心線の読み取り値ではなく、2 つの垂直直径に沿ったいくつかの点での速度の対数。 12 インチのダクトの場合、防御可能な平均値を得るには通常 8 ～ 20 ポイントが必要です。
3. 測定値を平均し、測定器がメートル/秒を報告する場合は速度をフィート/分に変換し、面積を掛けます。
4. ガス温度と気圧を同時に記録します。後で標準状態を修正するために両方が必要になります。

実際に動作した例を見ると、スケールが具体的になります。 12 インチのダクトの半径は 0.5 フィートなので、その面積は 0.785 平方フィートです。そのセクション全体の平均速度 2,000 フィート/分では、約 1,570CFM になります。

楽器の選択は、ほとんどのガイドが認めている以上に重要です。圧力計を備えたピトー静圧管は、約 1,000 フィート/分を超える速度では十分に機能しますが、低速では漂流します。この範囲以下では熱式風速計の方が適しています。数値が商業的な影響を与える場合には、校正されたフロー ノズルまたは設置された渦メーターが基準方法となります。

容積式ブロワの置換方式

ルート、ロータリーベーン、スクリューブロワーの場合、供給される流量は、1 回転あたりの変位にシャフト速度を乗算し、スリップ損失で減じたものに等しくなります。

1 回転あたり 0.55 立方フィートの排気量を持ち、1,200 rpm で動作する 3 ローブのルーツ ブロワーを考えてみましょう。理論上の変位は 660 CFM です。ローターの隙間を滑り戻るとこの数値は減少し、その減少量は吐出圧力が増加するにつれて大きくなります。

上記の効率数値は例示的なものであり、カタログ保証ではありません。実際の値は、ローターのクリアランス、ベアリングの状態、扱われるガスによって異なります。契約で数値を維持する必要がある場合は、勤務先でのショップパフォーマンステストをリクエストしてください。私たちの ルーツブロワー仕様ガイド 要求する価値のあるデータをリストします。

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ブロワー性能曲線から CFM を読み取る

遠心ブロワー、多段ブロワー、ターボブロワーでは、流量は速度だけでは決まりません。到達 CFM は、ブロワーの圧力-流量曲線がシステム抵抗曲線と交差する点です。

メーカーは、指定された入口条件、指定された速度、および指定されたガス密度におけるこれらの曲線を公表しています。 3 つのうちのいずれかを移動すると、操作点も連動して移動します。 3 つの実際的な結果は次のとおりです。

• 入口フィルタが汚れているとシステム抵抗が増加するため、ブロワー内部に何も変化がないにもかかわらず、動作点が曲線に沿ってスライドし、流量が低下します。
• 流れは速度に応じて、圧力は速度の二乗で、シャフト出力は立方体で変化します。速度が 10% 低下すると、流量は約 10% 低下しますが、出力は約 27% 低下します。
• 68 F の入口条件で描かれた曲線は、密度が低いため、入口ガスが 150 F に到達したときに機械が保持できる圧力を誇張しています。

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SCFM と ACFM 間の変換

ランキン度を使用して、標準と実際の絶対圧力の比と実際と標準の絶対温度の比を乗算して、SCFM を ACFM に変換します。

例: 68 F、14.7 psia で定格 500 SCFM のブロワーは、90 F、現場の気圧 14.4 psia で空気を吸い込みます。補正値は 500 x (14.7 / 14.4) x (550 / 528) で、約 531 ACFM になります。質量流量は変化しません。機械が入口で扱う容積はそうではありません。

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流量はほぼ直線的に速度を追跡するため、多くの場合、プロセスが実際に必要とする CFM まで特大ブロワーを調整するには可変周波数ドライブが最も安価な方法であり、流量の節約よりもシャフト動力の節約の方が大きくなります。

フィールドチェックと結果を歪める 5 つのエラー

CFM に関する紛争のほとんどは、マシンの欠陥ではなく、測定面、ユニットの混合、または無視されたスリップに帰着します。

1. 単一の中心線速度の読み取り値。発達した流れでは平均速度が 5 ～ 15 パーセント過大評価され、バルブの下流ではさらに悪化する可能性があります。
2. SCFM 見積と ACFM 現場測定値の比較。暑い日には、実際に問題が発生する前に、2 つの数値に 10% 以上の差があります。
3. 銘板の変位を供給流量として扱います。ローターのクリアランス、摩耗、圧力の上昇はすべてカットされます。
4. 速度プロファイルが安定する可能性がない、サイレンサー、伸縮継手、または屈曲部の近くでの測定。
5. 高度無視。 1,500 m では、固定容量型ブロワーはほぼ同じ ACFM を動かしますが、質量は約 15% 少なくなり、それに応じて発生できる圧力も低下します。

購入者は、現場の入口条件での工場テストデータを要求することで、このほとんどを短縮できます。これらのテストの背後にあるエンジニアリングは社内にあります 製造と品質の概要 ここでは、供給される流れが公表された曲線にどれだけ近いかを決定するローターの加工とバランスのステップについて説明します。

よくある質問

モーターアンプからブロワーのCFMを計算できますか?

あくまで大まかなチェックとして。電流はシャフト出力に追従し、シャフト出力は流量と圧力の両方に依存するため、同じアンペアでも低圧では高流量、高圧では低流量を意味します。既知の吐出圧力で校正された電力曲線がなければ、アンプだけでは CFM を得ることができません。

より大きなブロワーは常により多くの CFM を供給しますか?

いいえ。供給される流量は、機械が動作するシステム抵抗によって異なります。小さめのパイプや部分的に閉じたバルブによって絞り込まれた大型のブロワーは、オープン システムの小型ユニットよりも少ない空気を移動させる可能性があります。

速度トラバース法の精度はどの程度ですか?

良好な測定面で適切な多点トラバースを行うと、通常は 3 ～ 5% 以内になります。単一点の測定値は簡単に 10 ～ 20% 外れることもあり、適切なサイズのブロワーが故障しているように見えるには十分です。

圧力が上昇するとブロワーの CFM が低下するのはなぜですか?

容積式機械では、吐出圧力が高くなると、より多くのガスがローターの隙間を通って押し戻されるため、滑りが増加し、供給される流量が低下します。遠心機では、動作点は単に曲線に沿って低流量に向かってスライドします。