Одним из основных принципов изучения статики и динамики, особенно жидкостей, является сохранение массы. Этот принцип гласит, что масса не создается и не уничтожается. В инженерном анализе количество вещества внутри заданного объема, который иногда называют контрольным объемом, остается постоянным в результате этого принципа. Поток массы - это измерение количества массы, поступающей в контрольный объем или из него. Основным уравнением для расчета потока массы является уравнение неразрывности.
Определите контрольную громкость. Например, обычным контрольным объемом в авиационной технике является испытательная секция в аэродинамической трубе. Обычно это воздуховод прямоугольного или круглого сечения, площадь которого постепенно уменьшается от большей к меньшей. Другое название этого типа контрольного объема - насадка.
Определите площадь поперечного сечения, через которую вы измеряете массовый поток. Расчеты упрощаются, если проходящие векторы скорости перпендикулярны площади, но это не требуется. Для сопла площадь поперечного сечения обычно соответствует входному или выходному отверстию.
Определите скорость потока, проходящего через площадь поперечного сечения. Если вектор скорости перпендикулярен, как в сопле, вам нужно только взять величину вектора.
вектор R = (r1) i + (r2) j + (r3) k величина R = sqrt (r1 ^ 2 + r2 ^ 2 + r3 ^ 2)
Определите плотность массового потока по площади поперечного сечения. Если поток несжимаемый, плотность будет постоянной на всем протяжении. Если у вас еще нет доступной плотности, как это часто бывает в теоретических задачах, вам может потребоваться определенная лабораторная оборудование, такое как термопары или трубки Пито, для измерения температуры (T) и давления (p) в точке, которую вы хотите измерить массовый поток. Затем вы можете рассчитать плотность (rho), используя уравнение идеального газа:
p = (rho) RT
где R - постоянная идеального газа, характерная для материала потока.
Используйте уравнение неразрывности для расчета потока массы на поверхности. Уравнение неразрывности исходит из принципа сохранения массы и обычно имеет вид:
поток = (rho) * A * V
Где «rho» - плотность, «A» - площадь поперечного сечения, а «V» - скорость на измеряемой поверхности. Например, если у вас есть сопло с круглым входом с радиусом 3 фута, A = pi * r ^ 2 = 3,14159 * 3 ^ 2 = 28,27 квадратных футов. Если поток движется со скоростью 12 фут / с, и вы определили плотность как 0,0024 пробок / фут ^ 3, то массовый поток будет:
0,0024 * 28,7 * 12 = 4132,8 снарядов / с