Kako izračunati masni tok

Eno od glavnih načel pri preučevanju statike in dinamike, zlasti pri tekočinah, je ohranjanje mase. To načelo navaja, da se masa niti ne ustvarja niti uničuje. Pri inženirski analizi ostane količina snovi v vnaprej določenem volumnu, ki ga včasih imenujemo tudi kontrolni volumen, zaradi tega načela nespremenjena. Masni tok je merjenje količine mase, ki prehaja ali izstopa iz kontrolne prostornine. Enačba za izračun masnega toka je enačba kontinuitete.

Določite glasnost nadzora. Na primer, pogost obseg nadzora v aeronavtiki je preskusni del vetrovnika. Običajno gre za pravokotni ali krožni prečni kanal, ki se postopoma zmanjšuje z večje površine na manjšo. Drugo ime za to vrsto nadzorne glasnosti je šoba.

Določite površino preseka, skozi katerega merite masni tok. Izračuni so enostavnejši, če so vektorji hitrosti pravokotni na območje, vendar to ni potrebno. Pri šobi je površina prečnega prereza običajno vhod ali izstop.

Določite hitrost toka, ki poteka skozi območje preseka. Če je vektor hitrosti pravokoten, kot v šobi, morate vzeti le velikost vektorja.

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

Določite gostoto masnega pretoka na območju preseka. Če je pretok nestisljiv, bo gostota vseskozi konstantna. Če gostote še nimate na voljo, kot je to običajno pri teoretičnih težavah, boste morda morali uporabiti določen laboratorij oprema, kot so termočleni ali pitot cevi za merjenje temperature (T) in tlaka (p) na točki, ki jo želite izmeriti masni tok. Nato lahko izračunate gostoto (rho) z uporabo popolne plinske enačbe:

p = (rho) RT

kjer je R popolna plinska konstanta, značilna za pretočni material.

Za izračun masnega toka na površini uporabite enačbo kontinuitete. Enačba kontinuitete izhaja iz načela ohranjanja mase in je običajno podana kot:

tok = (rho) * A * V

Kjer je "rho" gostota, je "A" površina prečnega prereza, "V" pa hitrost na merjeni površini. Če ste imeli na primer šobo s krožnim vhodom s polmerom 3 čevlje, je A = pi * r ^ 2 = 3,14159 * 3 ^ 2 = 28,27 kvadratnih čevljev. Če tok teče s hitrostjo 12 ft / s in določite gostoto 0,0024 polžev / ft ^ 3, potem je masni tok:

0,0024 * 28,7 * 12 = 4132,8 polžev / s

  • Deliti
instagram viewer