Los pies cúbicos estándar por minuto ( SCFM ) son el caudal molar de un gas expresado como flujo volumétrico a una temperatura y presión "estandarizadas" , lo que representa un número fijo de moles de gas independientemente de la composición y las condiciones de flujo reales. Está relacionado con el caudal másico del gas mediante una constante multiplicativa que depende únicamente del peso molecular del gas. Existen diferentes condiciones estándar para temperatura y presión , por lo que se tiene cuidado al elegir un valor estándar en particular. En todo el mundo, la condición "estándar" de presión se define de diversas formas como una presión absoluta de 101.325 pascales ( presión atmosférica ), 1,0 bar (es decir, 100.000 pascales), 14,73 psia o 14,696 psia y la temperatura "estándar" se define de diversas formas como 68 °F, 60 °F, 0 °C, 15 °C, 20 °C o 25 °C. La humedad relativa (por ejemplo, 36% o 0%) también se incluye en algunas definiciones de condiciones estándar.
En Europa , la temperatura estándar se define más comúnmente como 0 °C, pero no siempre. En los Estados Unidos , la temperatura estándar se define más comúnmente como 60 °F o 70 °F, pero nuevamente, no siempre. Una variación en la temperatura estándar puede resultar en una variación volumétrica significativa para el mismo caudal másico. Por ejemplo, un caudal másico de 1000 kg/h de aire a 1 atmósfera de presión absoluta es 455 SCFM cuando se define a 32 °F (0 °C), pero 481 SCFM cuando se define a 60 °F (16 °C).
En los países que utilizan el sistema métrico de unidades SI, el término " metro cúbico normal " (Nm 3 ) se utiliza muy a menudo para indicar volúmenes de gas en alguna condición normalizada o estándar. Nuevamente, como se señaló anteriormente, no existe un conjunto universalmente aceptado de condiciones normalizadas o estándar.
El pie cúbico real por minuto (ACFM) es el volumen de gas que fluye en cualquier lugar de un sistema, teniendo en cuenta su temperatura y presión. Si el sistema moviera un gas exactamente en la condición "estándar", entonces ACFM sería igual a SCFM. Por lo general, este no es el caso, ya que el cambio más importante entre estas dos definiciones es la presión. Para mover un gas, se debe crear una presión positiva o un vacío . Cuando se aplica presión positiva a un pie cúbico estándar de gas, se comprime. Cuando se aplica vacío a un pie cúbico estándar de gas, se expande. El volumen de gas después de ser presurizado o enrarecido se denomina volumen "real".
SCF y ACF para un gas ideal están relacionados de acuerdo con la ley combinada de los gases : [1] [2] [3]
Definiendo condiciones estándar por el subíndice 1 y condiciones reales por el subíndice 2, entonces: [1] [2] [4]
donde está en unidades de presión absoluta y en unidades de temperatura absoluta (es decir, kelvins o grados Rankine ).
Esto sólo es válido cuando la presión y la temperatura son cercanas a las condiciones estándar. Para los gases no ideales (la mayoría de los gases), se introduce un factor de compresibilidad "Z" para tener en cuenta la no idealidad. Para introducir el factor de compresibilidad en la ecuación, divida ACF por "Z".
Pies cúbicos por minuto (CFM) es un término a menudo confuso porque no tiene una definición única que se aplique a todos los casos. Los gases son comprimibles , lo que significa que una cifra en pies cúbicos por minuto no necesariamente puede compararse con otra cifra cuando se trata de la masa del gas. Para confundir aún más el tema, un ventilador centrífugo es un dispositivo CFM constante o un dispositivo de volumen constante. Esto significa que, siempre que la velocidad del ventilador permanezca constante, un ventilador centrífugo bombeará un volumen de aire constante. Esto no es lo mismo que bombear una masa constante de aire. Nuevamente, el ventilador bombeará el mismo volumen, aunque no masa, con cualquier otra densidad de aire. Esto significa que la velocidad del aire en un sistema es la misma aunque el caudal másico a través del ventilador no lo sea.
