Un pie cúbico estándar ( scf ) es una unidad que representa la cantidad de gas (como el gas natural ) contenido en un volumen de un pie cúbico en condiciones de temperatura y presión de referencia. Es la unidad que se utiliza comúnmente cuando se sigue el sistema habitual , una colección de normas establecidas por el Instituto Nacional de Normas y Tecnología . Otra unidad utilizada para el mismo propósito es el metro cúbico estándar ( Sm3 ), derivado de las unidades del SI , que representa la cantidad de gas contenido en un volumen de un metro cúbico en diferentes condiciones de referencia. [1] Las condiciones de referencia dependen del tipo de gas y difieren de otras condiciones estándar de temperatura y presión .
El scf y el scm son unidades de cantidad molecular para gases que se pueden utilizar con la ley de los gases ideales para calcular la cantidad por unidad de volumen para otras presiones y temperaturas. A pesar de la etiqueta de "estándar", existe una variedad de definiciones, principalmente dependiendo del tipo de gas. Dado que, para un volumen dado, la cantidad es proporcional a la presión y la temperatura , cada definición fija valores base para la presión y la temperatura.
Dado que el gas natural es una mezcla imprecisa de varias especies moleculares, principalmente metano , pero con proporciones variables de otros gases, un pie cúbico estándar de gas natural no representa una unidad precisa de masa, sino una cantidad molecular, expresada en moles .
En el caso de los gases de petróleo, el pie cúbico estándar (scf) se define como un pie cúbico de gas a 60 °F (288,7 K; 15,56 °C) y a una presión atmosférica normal a nivel del mar. La definición de presión difiere entre las distintas fuentes, pero todas son cercanas a la presión atmosférica normal a nivel del mar.
El metro cúbico estándar de gas (scm) se utiliza en el contexto del sistema SI . Se define de manera similar como la cantidad de gas contenida en un metro cúbico a una temperatura de 15 °C (288,150 K; 59,000 °F) y una presión de 101,325 kilopascales (1,0000 atm; 14,696 psi). [1]
La conversión de unidades de volumen entre el pie cúbico estándar y el metro cúbico estándar no es exacta, ya que la temperatura y la presión base utilizadas son diferentes, pero para la mayoría de las situaciones prácticas la diferencia puede ignorarse. Comparar el mismo volumen entre el metro cúbico estándar de 15 °C (288,15 K) y 101,325 kPa con el pie cúbico estándar de 60 °F (288,71 K) y 14,73 psi (101,56 kPa) arroja un error de 0,04 %. Un pie cúbico estándar en el sistema consuetudinario de EE. UU. equivale aproximadamente a 0,02833 metros cúbicos estándar en el sistema SI.
En la industria del gas natural, donde las cantidades se expresan a menudo en pies cúbicos estándar, los múltiplos grandes de pies cúbicos estándar generalmente no se expresan con prefijos métricos , sino con prefijos basados en números romanos, donde la s de "estándar" a menudo se omite. Las unidades comunes de volúmenes de gas incluyen ccf (cien pies cúbicos estándar), Mcf (mil pies cúbicos estándar) y MMcf (millón de pies cúbicos estándar). [3] La "M" se refiere al número romano para mil, mientras que una "M" doble ("MM") representa mil millares, o un millón. También se utilizan Bcf (mil millones de pies cúbicos estándar), Tcf (billones de pies cúbicos estándar), Qcf (cuatrillones de pies cúbicos estándar), etc.
La Conferencia Nacional de Pesos y Medidas , una organización sin fines de lucro con sede en los EE. UU. que trabaja en cooperación con el Instituto Nacional de Estándares y Tecnología de los EE. UU., ha definido un conjunto de estándares en un reglamento titulado "Reglamento uniforme para el método de venta de productos básicos". [4] Este reglamento define un pie cúbico estándar para gases comprimidos o licuados en cilindros recargables distintos del GLP de la siguiente manera: "Un pie cúbico estándar de gas se define como un pie cúbico a una temperatura de 21 °C (70 °F) y una presión de 101,325 kilopascales [kPa] (14,696 psia)". [4]
Sin embargo, se utilizan otras definiciones para el gas industrial [5] : en los EE. UU., un pie cúbico estándar para uso industrial de gas se define a 70 °F (21,1 °C) y 14,696 psia (101,325 kPa), mientras que en Canadá, un metro cúbico estándar para uso industrial de gas se define a 15 °C (59 °F) y 101,325 kPa (14,696 psia).
Un volumen real se puede convertir a un volumen estándar utilizando la siguiente ecuación: [6] [7]
Dónde,
Ejemplo: ¿Cuántos pies cúbicos estándar hay en 1 pie cúbico de gas a 80 °F y una presión manométrica de 50 psi? (suponiendo que hay una presión atmosférica de 13,6 psi e ignorando la supercompresibilidad)
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