Hvordan beregne Mass Flow Rate

Fluid dynamicists og andre ingeniører som handler med væskestrømmen har tre likninger som beskriver alle aspekter av en flyt matematisk. Den første og enkleste av disse er kontinuitetslikningen, som omhandler massestrøm. Ligningen kommer fra prinsippet "bevaring av masse». Dette prinsippet sier at uansett hva massen kommer inn et system må enten komme ut av systemet eller lagres i systemet. For rørstrømmen, betyr dette at massestrømningen inn i røret må være lik massestrømmen som forlater røret.

Bruksanvisning

1 Finn ut om din flyt oppfyller de nødvendige kravene til å bruke enkel form for kontinuitet ligningen. For det første må strømningen være "steady-state", som betyr at strømmen ikke har noen steder av akselerasjon. Et annet navn for dette er "fullt utviklet" flow. For det andre, bør strømmen være "inkompressibel", som betyr tetthet forblir konstant. Dette gjelder kun for den delen av strømmen du undersøker. Hvis tettheten endrer utenfor dette området, kan du fortsatt bruke inkompressibel antakelsen. Til slutt må du være i stand til å anta at tyngdekraften har liten eller ingen effekt på flyten. Med andre ord, er strømmen uavhengig av kropps krefter, så som vekt. Dette gjelder for de fleste renn, men hvis væsken er veldig tett, veldig treg eller svært tyktflytende, kan kroppen styrker inn i ligningene.

2 Bestemme tverrsnittsareal, hvor strømmen kommer inn i området man undersøker. For et rør, beregne arealet på grunnlag av den indre diameter (ID).

Eksempel: ID = 2 inches
A = (pi) r ^ 2
r = ID / 2
r = 1
A = 3,14159 * (1) ^ 2 = 3,14159 i ^ 2

3 Bestemme tettheten av fluidet man undersøker. Mesteparten av tiden, vil du være i stand til å se denne verdien opp i en av mange tekniske referanser. Hvis ikke, må du finne ut det gjennom direkte måling. Du kan også regne det gjennom en rekke tekniske ligninger, slik som den perfekte gass ligning eller Bernoullis ligning, avhengig av væsken du bruker, og de målene du har tilgjengelig. Konverter enten tettheten eller området slik at enhetene er kompatible.

Eksempel:
Vann = 0,998 g / cm ^ 3
Areal = 3,14159 i ^ 2 = 20.268 cm ^ 2

4 Bestemme hastigheten av strømningen. Dette må gjøres ved direkte måling eller gjennom beregning. Akkurat som for tetthet, en rekke ligninger er tilgjengelige avhengig av væsken du bruker, og de verdiene du allerede har tilgjengelig. Konverter verdien å være kompatible med resten av verdiene, om nødvendig. Hvis strømningen er tyktflytende, beregne den gjennomsnittlige hastighet. For et rundt rør, for eksempel, er lik gjennomsnittshastighets en halv maksimal hastighet.

Eksempel:
Hastighet = 10 m / s = 1000 cm / s

5 Multiplisere tettheten, området og hastigheten for å bestemme massestrømningshastigheten.

Eksempel:
(rho) AV = 0,998 20,268 1000 = 20227.464 g / s = 20.227 kg / s

Hint

• Hvis flyten ikke samsvarer med de nødvendige forutsetninger, vil en mye mer komplisert ligning være nødvendig. Noen strømmer kan bare undersøkes gjennom numerisk analyse.