Hvordan beregne Mass Flux

En av de viktigste prinsippene i studiet av statikk og dynamikk, særlig i væsker, er bevaringen av massen. Dette prinsippet sier at massen verken oppstå eller forsvinne. I teknisk analyse, er mengden av materiale inne i et forutbestemt volum, som er noen ganger kalt et kontrollvolum, forblir konstant som et resultat av dette prinsipp. Massefluks er måling av mengden av masse som passerer inn eller ut av kontrollvolum. Den styrende ligning for beregning av masse fluks er kontinuitetsligningen.

Bruksanvisning

1 Definere kontrollvolum. For eksempel, en felles kontrollvolum i luftfart engineering er en vindtunnel testseksjon. Dette er vanligvis enten et rektangulært eller sirkulært tverrsnitt kanal som gradvis avtar fra et større område til et mindre en. Et annet navn for denne type kontroll volum er et munnstykke.

2 Bestemme tverrsnittsarealet man måler den massefluks gjennom. Beregningene er lettere hvis hastigheten vektorene som passerer gjennom er vinkelrett på området, men dette er ikke nødvendig. For en dyse, er tverrsnittsarealet vanligvis innløpet eller utløpet.

3 Bestemme hastigheten av strømningen som passerer gjennom tverrsnittsarealet. Dersom hastighetsvektor er vinkelrett, som i et munnstykke, trenger man bare å ta størrelsen av vektoren.

vektor R = (r1) i + (R2) j + (r3) k
magnitude R = sqrt (r1 ^ 2 + r2 ^ 2 + r3 ^ 2)

4 Bestemme tettheten til massestrømmen ved tverrsnittsarealet. Hvis strømningen er inkompressibel, vil tettheten være konstant gjennom hele. Hvis du ikke allerede har tettheten tilgjengelig, som er vanlig i teoretiske problemer, må du kanskje bruke visse laboratorieutstyr som termo eller pitotrør å måle temperaturen (T) og trykk (p) på det punktet du ønsker å måle masse forandring. Deretter kan du beregne tettheten (rho) med den perfekte gass ligning:

p = (rho) RT

hvor R er en perfekt gasskonstanten bestemt til strømnings materiale.

5 Bruk kontinuitetsligningen for å beregne massen fluksen ved overflaten. Kontinuitetslikningen kommer fra prinsippet for bevaring av masse og er vanligvis gitt som:

flux = (rho) A V

Hvor "rho" er tetthet, "A" er tverrsnittsarealet, og "V" er hastigheten på overflaten som måles. For eksempel, hvis du hadde en dyse med en sirkulær innløp med en radius på 3 føtter, A = pi r ^ 2 = 3,14159 3 ^ 2 = 28.27 kvadratfot. Hvis strømmen er på reise på 12 ft / s og du bestemme tettheten til å være 0,0024 snegler / ft ^ 3, så massen flux er:

0,0024 28,7 12 = 4132,8 snegler / s