Los fabricantes de equipos de calefacción y refrigeración expresan la capacidad de intercambio de aire en pies cúbicos por minuto (CFM), pero este número varía según la temperatura y la presión del aire que se intercambia. En parte por el hecho de comparar productos, los fabricantes a veces expresan capacidad en pies cúbicos estándar por minuto (SCFM), que asume una temperatura y presión estándar. Si tiene una aplicación que requiere cierta capacidad a una temperatura y presión específicas, y la capacidad del sistema que está considerando tiene capacidad de lista en SCFM, necesita una forma de convertir CFM y SCFM. Una expresión derivada de la ley de los gases ideales le permite hacer eso.
¿Qué son los CFM y SCFM?
El flujo de aire volumétrico se mide en pies cúbicos por minuto, pero debido a la densidad del aire y otros gases cambian con la temperatura y la presión, este número varía. La densidad varía directamente con la presión e inversamente con la temperatura. Los ingenieros a menudo se refieren a CFM como pies cúbicos reales por minuto (ACFM) para subrayar la relación entre el flujo de aire y la densidad del aire.
Hacer referencia a un flujo de aire en condiciones estándar elimina la variabilidad. Aunque se usan más de un estándar en el mundo, la Sociedad Estadounidense de Ingenieros Mecánicos utiliza los siguientes valores estándar:
Cuando la capacidad de una calefacción o la unidad de refrigeración se expresa en SCFM, estas son las condiciones que asume el valor.
Conversión de SCFM a ACFM y Atrás
La ley de los gases ideales, pV = nRT, nos da la relación entre la presión , volumen y temperatura de un gas ideal, donde n es el número de moles del gas y R es una constante. El aire no es un gas ideal, pero podemos obtener una comparación útil entre SCFM y ACFM considerándolo como tal.
A los fines de este cálculo, m denota la masa del gas, lo que da una expresión para la densidad (d), que se define como la masa del gas por unidad de volumen (m /V); d = m /V = P /RT. Aislar la masa del gas que se mueve (m) y dividir por el tiempo que lleva moverlo da la siguiente expresión: m /t = d (V /t). En palabras, la tasa de flujo másico es igual a la densidad multiplicada por la tasa de flujo volumétrico.
Utilizando esta relación y refiriéndonos a la ley de los gases ideales, obtenemos las siguientes expresiones:
SCFM = ACFM (P A /P S • T S /T A) En las escalas absolutas requeridas por la ley de los gases ideales, la presión atmosférica estándar es de 14.7 psi y la temperatura estándar es de 528 grados Rankine, que equivale a 68 grados Fahrenheit. Usando estos valores, obtenemos: SCFM = ACFM (P A /14.7 psi) (528˚R /T A) ACFM = SCFM (14.7 psi /P A) (T A /528˚R) Contabilidad de la humedad La ecuación derivada de la ley de los gases ideales es útil para la mayoría de las situaciones, pero debido a que el aire es no es un gas ideal, una relación más precisa entre ACFM y SCFM tiene en cuenta el contenido de humedad del aire: ACFM = SCFM • P S - (RH S • PV S ) /P b - (RH A • PV A) • T A /T S • P b /P A
