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 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 una cierta capacidad a una temperatura y presión específicas, y la capacidad del sistema que está considerando enumera la capacidad en SCFM, necesita una forma de convertir entre 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 porque la densidad del aire y otros gases cambia con temperatura y 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.
La referencia a un flujo de aire en condiciones estándar elimina la variabilidad. Aunque hay más de un estándar en uso en el mundo, la Sociedad Americana de Ingenieros Mecánicos usa los siguientes valores estándar:
Cuando la capacidad de un calentamiento o la unidad de enfriamiento se expresa en SCFM, estas son las condiciones que asume el valor.
Conversión de SCFM a ACFM y viceversa
La ley de gas ideal, pV \u003d nRT, nos da la relación entre 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 al considerarlo como tal.
Para el propósito de este cálculo, m denota la masa del gas, que da una expresión para la densidad (d), que se define como la masa del gas por unidad de volumen (m /V); d \u003d m /V \u003d P /RT. Al aislar la masa del gas que se mueve (m) y dividirla por el tiempo que tarda en moverse, se obtiene la siguiente expresión: m /t \u003d d (V /t). En palabras, el caudal másico es igual a la densidad multiplicada por el caudal volumétrico.
Usando esta relación y haciendo referencia a la ley de los gases ideales, obtenemos las siguientes expresiones:
SCFM \u003d 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, lo que equivale a 68 grados Fahrenheit. Usando estos valores, obtenemos: SCFM \u003d ACFM (P A /14.7 psi) (528˚R /T A) ACFM \u003d SCFM (14.7 psi /P A) (T A /528˚R) La ecuación derivada de la ley del gas ideal es útil para la mayoría de las situaciones, pero porque el aire no es un ideal gas, una relación más precisa entre ACFM y SCFM tiene en cuenta el contenido de humedad del aire: ACFM \u003d SCFM • P S - (RH S • PV S) /P b - (RH A • PV A) • T A /T S • P b /P A
Contabilidad de la humedad
