Come calcolare la massa Flux

Come calcolare la massa Flux


Uno dei principi primari nello studio della statica e dinamica, in particolare nei fluidi, è la conservazione della massa. Questo principio afferma che la massa non è né creata né distrutta. In analisi di ingegneria, la quantità di materia in un volume predeterminato, che è talvolta chiamato un volume di controllo, rimane costante come risultato di questo principio. flusso di massa è la misura della quantità di passaggio messa in o fuori del volume di controllo. L'equazione che regola per il calcolo del flusso di massa è l'equazione di continuità.

istruzione

1 Definire il volume di controllo. Ad esempio, un volume di controllo comune in ingegneria aeronautica è una sezione di prova in galleria del vento. Questo è di solito rettangolare o condotto di sezione circolare che diminuisce gradualmente da un'area più grande ad una più piccola. Un altro nome per questo tipo di volume di controllo è un ugello.

2 Determinare l'area della sezione trasversale si sta misurando il flusso di massa attraverso. I calcoli sono più facili se i vettori di velocità di passaggio perpendicolare all'area, ma questo non è necessario. Per un ugello, l'area della sezione trasversale è di solito l'ingresso o l'uscita.

3 Determinare la velocità del flusso che passa attraverso la sezione trasversale. Se il vettore velocità è perpendicolare, come in un ugello, è sufficiente prendere la grandezza del vettore.

vector R = (r1) i + (r2) j + (r3) k
magnitudine R = sqrt (R1 ^ 2 + R2 ^ 2 + R3 ^ 2)

4 Determinare la densità del flusso di massa nella sezione trasversale. Se il flusso è incomprimibile, la densità sarà costante per tutto. Se non si dispone già la densità disponibili, come è comune in problemi teorici, potrebbe essere necessario utilizzare alcune attrezzature di laboratorio, come termocoppie o tubi di Pitot per misurare la temperatura (T) e la pressione (p) al punto che si desidera misurare il flusso di massa. Poi si può calcolare la densità (rho) utilizzando l'equazione dei gas perfetti:

p = (rho) RT

dove R è la costante dei gas perfetti specifico al materiale flusso.

5 Utilizzare l'equazione di continuità per calcolare il flusso di massa in superficie. L'equazione di continuità deriva dal principio di conservazione della massa ed è tipicamente dato come:

flusso = (Rho) A V

Dove "rho" è la densità, "A" è sezione trasversale, e "V" è la velocità alla superficie da misurare. Ad esempio, se si ha un ugello con un ingresso circolare con un raggio di 3 piedi, A = pi R ^ 2 = 3.14159 3 ^ 2 = 28.27 piedi quadrati. Se il flusso viaggia a 12 ft / s e si determina la densità sia 0,0024 lumache / ft ^ 3, allora il flusso di massa è:

0.0024 28,7 12 = 4132,8 lumache / s