¿Cuál es la diferencia?
La mayoría de los calentadores de Tutco–Farnam Custom Product se utilizan para calentar un flujo de aire. Al determinar la potencia requerida para calentar una corriente de aire, invariablemente surgirán dos preguntas.
- ¿cuántas «cosas» tenemos que calentar? En términos más técnicos, ¿Cuál es el caudal másico?
- ¿Qué tan caliente tiene que estar el aire? En otras palabras, ¿cuál es el aumento de temperatura requerido?,
nos vamos a concentrar en la primera pregunta. En los EE.UU., es muy común ver el caudal volumétrico de aire indicado en unidades de pies cúbicos por minuto. Ya sea que sea suministrado por un ventilador, soplador o línea de aire comprimido, el caudal volumétrico de aire simplemente indica el volumen de aire que pasa a través de una unidad de tiempo dada. SCFM es un acrónimo de pies cúbicos estándar por minuto, con «estándar» que implica condiciones estándar. En aras de esta discusión, vamos a asumir las condiciones estándar de 1 atm y 68°F., Diferentes industrias y organizaciones estándar en realidad citan valores ligeramente diferentes para lo que son las condiciones estándar, pero vamos a guardar esa discusión para otro momento.
Pies Cúbicos por Minuto = CFM = ft.3/minuto en condiciones reales
Pies Cúbicos Estándar por Minuto = SCFM = ft.3 / minuto en condiciones estándar (1 atm = 14.7 psi, 68°F )
¿por qué hacer eso?
un caudal volumétrico con unidades de CFM implica que el caudal se midió en condiciones reales (presión real, temperatura real)., La distinción entre SCFM y CFM es importante porque la densidad del aire cambiará con la presión y la temperatura. Esto se puede ver al echar un vistazo a la Ley de gas ideal. Como recordarán, densidad = masa / volumen. Cuando se reordena la ley del gas ideal, se puede ver que la densidad del aire es proporcional a la presión e inversamente proporcional a la temperatura.
PV = mRT → ρ = m/V = P/RT
densidad del Aire en condiciones estándar = .0752 lb.,/ft3
dado que la densidad de aire de un flujo de aire indicado en condiciones estándar (SCFM) es siempre la misma, es esencialmente un caudal másico! Indicar un flujo de aire en unidades de SCFM facilita la comparación de condiciones y simplifica ciertos cálculos.
ρ = m/v → m = pV →m/t = ρ (V/t)
caudal másico = densidad* Caudal Volumétrico
¿cómo convertir a SCFM?
podemos derivar fácilmente la ecuación de conversión de la Ley de gas ideal y la ecuación de caudal másico anterior., El caudal másico es igual si el caudal se indica en CFM o SCFM.
m / t = pactual*CFM = pstd *SCFM → SCFM = CFM * (pactual/ pstd) = CFM*(pactual/Pstd) * (TSTD/Tactual)
Nota: La Ley de gas ideal utiliza presiones absolutas y una escala de temperatura absoluta.
SCFM = CFM*(Pactual/14.7 psi) * (528°R/táctil)
pongámoslo en práctica
Case 1
necesitamos calentar un flujo de aire de 25 CFM a una presión de 30 psig, y de 90°F hasta 200°F.,
Convertir el flujo SCFM:
30 psig = 44.7 psia, 90°F = 550°R
SCFM = (25)*(44.7/14.7)*(528/550) = 73 SCFM
La ecuación Q/t = (m/t)*cp*DT se puede aproximar por el aire:
Potencia = (1/3)*SCFM*DT
Potencia = (1/3)*73 SCFM* (200°F – 90°F) = 2676W
Si asumimos 15% más de potencia para varias pérdidas, 3100W será necesario.
Case 2
necesitamos calentar un flujo de aire de 200 CFM desde 60°F hasta 200°F usando un soplador que funcione a una presión estática de 2 pulg.H2O.,
convertir flujo a SCFM:
2 pulg.H2O = .072 psi = 14.772 psia, 60°F = 520°R
SCFM = (200)*(14.772/14.7)*(528/520) = 204 SCFM
Potencia = (1/3)*204 SCFM* (200°F – 60°F) = 9520W
Si suponemos que el 15% más potencia para varias pérdidas, 11kW será necesario.
conclusión
para el caso 1, si simplemente hubiéramos enchufado 25CFM en la ecuación anterior, habríamos sido de tamaño insuficiente por un factor de aproximadamente tres., Para el caso 2, Si hubiéramos utilizado 200CFM, habríamos estado por debajo en un 2% si no nos hubiéramos convertido a SCFM.
