Los pies cúbicos estándar por minuto ( SCFM ) son el caudal molar de un gas expresado como un caudal volumétrico a una temperatura y presión "estandarizadas" , lo que representa un número fijo de moles de gas independientemente de la composición y las condiciones reales del caudal. 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 la temperatura y la presión , por lo que se debe tener cuidado al elegir un valor estándar en particular. En todo el mundo, la condición "estándar" para la 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 EPA define las condiciones estándar para el volumen y el flujo volumétrico como una temperatura de 293 K (68 °F) y una presión de 101,3 kilopascales (29,92 in. Hg), [1] aunque varios usuarios de la industria pueden usar definiciones de 60 °F a 78 °F.
Una variación en la temperatura estándar puede dar como resultado 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 de 455 SCFM cuando se define a 32 °F (0 °C), pero de 481 SCFM cuando se define a 60 °F (16 °C). Debido a la variabilidad de la definición y las consecuencias de la ambigüedad, la mejor práctica de ingeniería es indicar qué condiciones estándar se utilizan al comunicar un valor de caudal "estándar".
En los países que utilizan el sistema métrico de unidades SI, el término " metro cúbico normal " (Nm 3 ) se utiliza con mucha frecuencia 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 parte 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, esto no es así, 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 del gas después de que se presuriza o enrarece se conoce como su volumen "real".
SCF y ACF para un gas ideal están relacionados de acuerdo con la ley combinada de los gases : [2] [3]
Definiendo las condiciones estándar mediante el subíndice 1 y las condiciones reales mediante el subíndice 2, entonces: [2] [4]
donde está en unidades de presión absoluta y está en unidades de temperatura absoluta (es decir, kelvin o grados Rankine ).
Esto solo es válido cuando la presión y la temperatura se acercan 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 que suele generar confusión porque no tiene una única definición que se aplique a todos los casos. Los gases son compresibles , lo que significa que una cifra en pies cúbicos por minuto no se puede comparar necesariamente con otra cifra cuando se trata de la masa del gas. Para complicar aún más el asunto, un ventilador centrífugo es un dispositivo de 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 constante de aire. Esto no es lo mismo que bombear una masa constante de aire. Nuevamente, el ventilador bombeará el mismo volumen, aunque no la masa, a 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.
