Massastroomsnelheid: 5 interessante feiten om te weten

Massadebiet Definitie

De massadebiet is de massa van een stof die per tijdseenheid passeert. In SI is de eenheid kg / sec of en slug per seconde of pond per seconde in gebruikelijke eenheden in de VS. De standaard natation is (m, uitgesproken als "m-dot") ".

Massastroomvergelijking | Eenheden voor massadebiet | Massadebiet-symbool

Het wordt aangeduid met m, Het is geformuleerd als,

$\\punt{m}=\\frac{dm}{dt}$

beeld 17 — Massastroom illustratie
Afbeelding tegoed: MikeRun, Volumestroom, CC BY-SA 4.0

In Hydrodynamica

$\\dot{m}=\\rho AV=\\rho Q$

Waar,

ρ = dichtheid van de vloeistof

A = Gebied in dwarsdoorsnede

V = Snelheid van vloeistofstroom

Q = luchthoeveelheid of afvoer

Het heeft een eenheid kg / s, lb./min etc.

Conversie van het massadebiet

Massastroom van volumestroom

In hydrodynamisch kan het massadebiet worden afgeleid uit het volumestroomsnelheid met behulp van continuïteitsvergelijking.

De continuïteitsvergelijking wordt gegeven door

Q = AV

Waar,

A = Gebied in dwarsdoorsnede

V = Snelheid van vloeistofstroom

vermenigvuldigen van de continuïteitsvergelijking met de dichtheid van de vloeistof die we krijgen,

$\\dot{m}=\\rho AV=\\rho Q$

Waar,

ρ = dichtheid van de vloeistof

Massastroom naar snelheid | Het is een relatie met elkaar

In Hydrodynamica

$\\dot{m}=\\rho AV=\\rho Q$

Waar,

ρ = dichtheid van de vloeistof

A = Gebied in dwarsdoorsnede

V = Snelheid van vloeistofstroom

Q = luchthoeveelheid of afvoer

Voor een niet-samendrukbaar fluïdum dat door een vaste dwarsdoorsnede loopt, is het massadebiet recht evenredig met de snelheid van het doorstromende fluïdum.

$\\\\\\dot{m}\\propto V\\\\\\\\ \\frac{\\dot{m_1}}{\\dot{m_2}}=\\frac{V_1}{V_2 }$

Reynoldsgetal met massadebiet | Hun gegeneraliseerde relatie

Het Reynolds-getal wordt gegeven door de vergelijking,

$Re=\\frac{\\rho VL_c}{\\mu}$

Waar,

L_c = Karakteristieke lengte

V = Snelheid van vloeistofstroom

ρ = dichtheid van de vloeistof

μ = dynamische viscositeit van de vloeistof

Vermenigvuldig teller en noemer met oppervlakte A in dwarsdoorsnede

$Re=\\frac{\\rho AVL_c}{A\\mu}$

Maar massastroomsnelheid is

$\\dot{m}=\\rho AV$

Dus Reynolds getal wordt

$Re=\\frac{\\dot{m} L_c}{A\\mu}$

Problemen met het massadebiet | Voorbeeld van een massadebiet

Q.1] Een turbine werkt op een constante luchtstroom en produceert 1 kW vermogen door lucht uit te zetten van 300 kPa, 350 K, 0.346 m_³/ kg tot 120 kPa. De inlaat- en uitlaatsnelheid zijn respectievelijk 30 m / s en 50 m / s. De uitbreiding volgt de wet PV^1.4 = C. Bepaal het massadebiet van lucht?

Oplossing:

$P_1=300 kPa, \\;T_1=350 K,\\; v_1=0.346\\frac{m^3}{kg},\\;\\dot{W}=1kW=1000W$

Volgens de Steady Flow-energievergelijking

$q-w=h_2-h_1+\\frac{(V_2^2-V_1^2)}{2}+g[Z_2-Z_1]$

Q = 0, Z₁ = Z₂

$W=h_2-h_1+\\frac{(V_2^2-V_1^2)}{2}$

$\\punt{W}=\\punt{m}w$

$-w=-\\int vdp-\\Delta ke$

PVⁿ = C

$v=\\frac{c\\frac{1}{n}}{P\\frac{1}{n}}$

$w=-c^\\frac{1}{n}\\int_{1}^{2}P^\\frac{-1}{n}dp-\\Delta ke$

$=-c^\\frac{1}{n}*[(P_2^{\\frac{-1}{n}+1}-P_1^{\\frac{-1}{n}+1}]-\\Delta ke$

$c^{-1/n}=P_1^{1/n} v_1=P_2^{1/n} v_2$

$w=-\\frac{n}{n-1}(P_2 v_2-P_1 v_1 )-\\Delta ke$

$\\frac{v_2}{v_1}=[\\frac{P_2}{P_1}]^{\\frac{1}{n}}$

We krijgen,

$\\\\w=-\\frac{n}{n-1}P_1v_1[{\\frac{P_2}{P_1}}^\\frac{n-1}{n}-1]-\\Delta ke \\\\\\\\w=-\\frac{1.4}{1.4-1}300*10^3*0.346*[{\\frac{120}{300}}^\\frac{1.4-1}{1.4}-1]-\\frac{50^2-30^2}{2}\\\\ \\\\\\\\w=82953.18\\frac{J}{kg}$

Massastroomsnelheid is

$\\dot{m}=\\frac{W}{w}=\\frac{1000}{82953.18}=0.012\\;\\frac{kg}{s}$

Q.2] Lucht komt een apparaat binnen met 4 MPa en 300^oC met een snelheid van 150 m / s. Het inlaatgebied is 10 cm² en uitlaatgebied is 50 cm²Bepaal de massaflux als er lucht uitkomt bij 0.4 MPa en 100^oC?

Ans: A.₁ = 10 cm², P₁ = 4 MPa, T₁ = 573 K, V₁ = 150m / s, EEN₂ = 50 cm², P₂ = 0.4 MPa, T₂ = 373 K.

$\\rho =\\frac{P_1}{RT_1}=\\frac{4000}{0.287*573}=24.32 kg/m^3$

$\\\\\\dot {m}=\\rho_1 A_1 V_1=24.32*10*10^{-4}*150\\\\ \\\\\\dot {m}=3.648\\frac{kg }{S}$

Vraag 3] Een perfect gas met een soortelijke warmte bij een constante druk van 1 kJ/kgK komt met dezelfde snelheid een gasturbine binnen en verlaat deze. De temperatuur van het gas bij de inlaat en uitlaat van de turbine is respectievelijk 1100 en 400 Kelvin. De stroomopwekking bedraagt 4.6 megawatt en de warmtelekkage bedraagt 300 kilojoule/seconde door het turbinehuis. Bereken de massastroomsnelheid van het gas door de turbine. (POORT-17-SET-2)

Oplossing: C_p = 1 kJ / kgK, V₁ = V₂, T₁ = 1100 K, T₂ = 400 K, vermogen = 4600 kW

Zie ook Lijnspanningsdaling: wat, waarom, hoe en gedetailleerde feiten

Het warmteverlies van de turbinebehuizing is 300 kJ / s = Q

Volgens de Steady Flow-energievergelijking

$\\punt{m}h_1+Q=\\punt{m}h_2+W$

$\\\\\\dot{m}h_1+Q=\\dot{m}h_2+W\\\\ \\\\\\dot{m}[h_1-h_2]=W-Q\\\\ \\\\\\dot{m}C_p[T_1-T_2]=W-Q\\\\ \\\\\\dot{m}=\\frac{W-Q}{C_p[T_1-T_2]}=\\frac{4600+300}{1100-400}=7\\;\\frac{kg}{s}$

FAQ

Waarom is massadebiet belangrijk?

Ans: Massastroomsnelheid is belangrijk in het brede gebied dat: inclusief vloeistof dynamica, farmacie, petrochemie etc. Het is belangrijk om ervoor te zorgen dat de juiste vloeistof met de gewenste eigenschappen naar de gewenste locatie stroomt. Het is belangrijk voor het handhaven en beheersen van de kwaliteit van de vloeistofstroom. De nauwkeurige metingen garanderen de veiligheid van werknemers die in een gevaarlijke en gevaarlijke omgeving werken. Het is ook belangrijk voor goede machineprestaties en efficiëntie en milieu.

Massastroom van water

Massastroomsnelheid wordt gegeven door de vergelijking

$\\dot{m}=\\rho AV$

De dichtheid van water is 1000 kg / m³

$\\dot{m}=1000 AV$

Massastroom van lucht

Massastroomsnelheid wordt gegeven door de vergelijking

$\\dot{m}=\\rho AV$

De dichtheid van lucht is 1 kg / m³

$\\punt{m}=AV$

Hoe het massadebiet van enthalpie te krijgen?

Warmteoverdracht in vloeistof en thermodynamica wordt gegeven door de volgende vergelijking

$Q=\\punt{m}h$

Waar Q = warmteoverdracht, m = massastroomsnelheid, h = verandering in enthalpie Voor constante toegevoerde of afgevoerde warmte is enthalpie omgekeerd evenredig met het massadebiet.

Hoe krijg ik een massastroom van Velocity?

In hydrodynamisch kan het massadebiet worden afgeleid uit het volumestroomsnelheid met behulp van continuïteitsvergelijking.

De continuïteitsvergelijking wordt gegeven door

Q = AV

Waar,

A = Gebied in dwarsdoorsnede

V = Snelheid van vloeistofstroom

vermenigvuldigen van de continuïteitsvergelijking met de dichtheid van de vloeistof die we krijgen,

$\\dot{m}=\\rho AV$

Massastroommeter
Beeldkrediet: afgeleid werk van Julius Schröder: Regi51, Luftmassenmesser2 1, CC BY-SA 3.0

Kan het massadebiet negatief zijn

De omvang van het massadebiet kan niet negatief zijn. Als we het massadebiet met een negatief teken krijgen, geeft dit over het algemeen aan dat de richting van de massaflux is omgekeerd dan de richting die in aanmerking wordt genomen.

Massastroom voor een ideaal samendrukbaar gas

Lucht wordt verondersteld een ideaal samendrukbaar gas te zijn met C_p = 1 kJ / kg. K.

Het massadebiet wordt gegeven door de vergelijking

$\\dot{m}=\\rho AV$

De dichtheid van lucht is 1 kg / m³

$\\punt{m}=AV$

Hoe kan ik de massastroom van een koelvloeistof R 134a en zijn temperaturen in een huishoudelijke vriezer vinden. Hoe kan ik ze vinden?

Ervan uitgaande dat de vriezer voor huishoudelijk gebruik werkt met een dampcompressiecyclus, om de massastroomsnelheid van het koelmiddel R-134a te achterhalen, moeten we het volgende vinden:

Netto koelcapaciteit of -effect - meestal gegeven voor dat specifieke model vriezer.
Inlaatdruk en temperatuur compressor
Compressor uitlaatdruk en temperatuur
Temperatuur en druk bij de inlaat van verdamper
Temperatuur en druk bij de uitlaat van condensor
Zoek voor de Ph-kaart enthalpie op alle bovenstaande punten.
Netto koeleffect = massadebiet * [h₁ - h₂]

Zie ook Wat is een machtsdriehoek: 23 feiten die u moet weten?

Wat is de relatie tussen druk en massadebiet Neemt het massadebiet toe als de druk toeneemt en neemt het massadebiet af als de druk afneemt?

laat,

L = lengte van buis

V = Snelheid van vloeistofstroom

μ = dynamische viscositeit van de vloeistof

d = diameter van buis

Volgens de vergelijking van Hagen Poiseuille

$\\Delta P=\\frac{32\\mu lV}{d^2}$

Teller en noemer vermenigvuldigen met ρA

$\\Delta P=\\frac{32\\mu lV\\rho A}{\\rho Ad^2}$

$\\Delta P=\\frac{32\ u \\dot{m}l}{\\frac{\\pi}{4}d^2*d^2}$

$\\Delta P=\\frac{40.743\ u \\dot{m}l}{d^4}$

waar, ν = kinematische viscositeit = μ / ρ

Dus als het drukverschil toeneemt, neemt het massadebiet toe en vice versa.

Als de uitgangsdruk lager is dan de kritische druk voor een convergerende spuitmond, wat is dan het massadebiet?

Zoals beschreven in de situatie, is de uitlaatsnelheid van het mondstuk

$C_2=\\sqrt{\\frac{2n}{n+1}P_1V_1}$

Massastroom zal zijn

$\\dot{m}=\\frac{A_2C_2r^\\frac{1}{n}}{V_2}$

Waar

A₁, A₂ = Inlaat- en uitlaatgebied van mondstuk

C₁, C₂ = Inlaat- en uitlaatsnelheid van het mondstuk

P₁, P₂ = Inlaat- en uitlaatdruk

V₁, V₂ = Volume bij inlaat en uitlaat van mondstuk

r = Drukverhouding = P₂/P₁

n = Index van expansie

Waarom is de massastroom ρVA maar is de volumestroom AV?

In hydrodynamisch kan de massaflux worden afgeleid uit de volumestroomsnelheid met behulp van continuïteitsvergelijking.

De continuïteitsvergelijking wordt gegeven door

Q = AV

Waar,

A = Gebied in dwarsdoorsnede

V = Snelheid van vloeistofstroom

Door de continuïteitsvergelijking te vermenigvuldigen met de dichtheid van de vloeistof, krijgen we de massastroom,

$\\dot{m}=\\rho AV=\\rho Q$

Waar,

ρ = dichtheid van de vloeistof

Hoe wordt het Coriolis-principe gebruikt om massastroom te meten?

Een Coriolis-massadebietmeter werkt volgens het principe van de Coriolis effect en dit zijn echte massameters omdat ze de massastroomsnelheid rechtstreeks meten in plaats van de volumestroomsnelheid te meten en deze om te rekenen in de massastroomsnelheid.

Coriolismeter werkt lineair. In de tussentijd zijn er geen aanpassingen nodig om de vloeistofkarakteristiek te veranderen. Het is onafhankelijk van de vloeistofkenmerken.

Operatie principe:

De vloeistof mag door een U-vormige buis stromen. Een op oscillatie gebaseerde excitatiekracht wordt op de buis gebruikt, waardoor deze gaat oscilleren. De trilling zorgt ervoor dat de vloeistof verdraaiing of rotatie van de buis induceert vanwege Coriolis-versnelling. Coriolis-versnelling werkt tegengesteld aan de toegepaste excitatiekracht. De gegenereerde twist resulteert in een tijdsvertraging in de stroming tussen de ingangs- en uitgangszijde van de buis, en deze vertraging of faseverschil is evenredig met het massadebiet.

coriolyse — **Coriolis effect**
Afbeelding tegoed: Cleontuni at Engelse Wikipedia, Coriolismeter trilstroom 512 × 512, CC BY-SA 2.5

Wat is de relatie tussen massadebiet en volumestroom?

In hydrodynamisch, de massadebiet kan worden afgeleid uit het debiet met behulp van continuïteitsvergelijking.

Zie ook Drukvat: 35 belangrijke factoren die ermee verband houden

De continuïteitsvergelijking wordt gegeven door

Q = AV

Waar,

A = Gebied in dwarsdoorsnede

V = Snelheid van vloeistofstroom

Door de continuïteitsvergelijking te vermenigvuldigen met de dichtheid van de vloeistof die we krijgen,

$\\dot{m}=\\rho AV=\\rho Q$

Waar,

ρ = dichtheid van de vloeistof

Wat is de formule voor het vinden van massadebiet in een watergekoelde condensor?

laat,

h₁ = enthalpie van water bij inlaat van de condensor

T₁ = Temperatuur van water bij inlaat van de condensor

h₂ = enthalpie van water bij het verlaten van de condensor

T₂ = Temperatuur van water bij het verlaten van de condensor

C_p = Specifieke warmte van water bij constante druk

Kracht van de condensor,

$\\\\P=\\dot{m}[h_1-h_2]\\\\ \\\\\\dot{m}=\\frac{P}{h_1-h_2}\\\\ \\\\\\dot{m}=\\frac{P}{C_p[T_1-T_2]}$

Hoe vind je massastroom met temperatuur en druk?

laat,

L = lengte van buis

V = Snelheid van vloeistofstroom

μ = dynamische viscositeit van de vloeistof

d = diameter van buis

Volgens de vergelijking van Hagen Poiseuille

$\\Delta P=\\frac{32\\mu lV}{d^2}$

Teller en noemer vermenigvuldigen met ρA

$\\Delta P=\\frac{32\\mu lV\\rho A}{\\rho Ad^2}$

$\\Delta P=\\frac{32\ u \\dot{m}l}{\\frac{\\pi}{4}d^2*d^2}$

$\\Delta P=\\frac{40.743\ u \\dot{m}l}{d^4}$

waar, ν = kinematische viscositeit = μ / ρ

Dus als het drukverschil toeneemt, neemt m toe.

Volgens de Steady Flow-energievergelijking

$\\\\\\dot{m}h_1\\pm Q=\\dot{m}h_2\\pm W\\\\ \\\\\\dot{m}(h_1-h_2)=W\\ pm Q\\\\ \\\\\\dot{m}C_p(T_1-T_2)=W\\pm Q$

Waarom regelen we bij gesmoorde stroming altijd de benedenstroomse druk, terwijl het maximale massadebiet afhankelijk is van de bovenstroomse druk

Het is onmogelijk om gesmoorde massastromen te regelen door de stroomafwaartse druk te veranderen. Wanneer sonische omstandigheden de keel bereiken, kunnen drukstoringen die worden veroorzaakt door gereguleerde stroomafwaartse druk zich niet stroomopwaarts voortplanten. U kunt het maximale debiet dus niet regelen door de benedenstroomse tegendruk voor een gesmoorde stroming te regelen.

Wat is het gemiddelde vloeistofmassadebiet van water in leidingen met een diameter van 10 cm, de stroomsnelheid is 20 m / s.

In Hydrodynamica

$\\\\\\dot{m}=\\rho AV \\\\\\dot{m}=1000*\\frac{\\pi}{4}*0.1^2*20\\\\ \ \\\\\dot{m}=157.08\\;\\frac{kg}{s}$

Om meer te weten over polytropisch proces (klik hier)en Prandtl-nummer (Klik hier)

Hakimuddin Bawangaonwala

Ik ben Hakimuddin Bawangaonwala, een mechanisch ontwerpingenieur met expertise in mechanisch ontwerp en ontwikkeling. Ik heb M. Tech in Design Engineering afgerond en heb 2.5 jaar onderzoekservaring. Tot nu toe twee onderzoeksartikelen gepubliceerd over hard draaien en eindige-elementenanalyse van warmtebehandelingsarmaturen. Mijn interessegebied is machineontwerp, sterkte van materiaal, warmteoverdracht, thermische engineering enz. Vaardig in CATIA- en ANSYS-software voor CAD en CAE. Behalve onderzoek.

Massadebiet Definitie

Massastroomvergelijking | Eenheden voor massadebiet | Massadebiet-symbool

Conversie van het massadebiet

Massastroom van volumestroom

Massastroom naar snelheid | Het is een relatie met elkaar

Reynoldsgetal met massadebiet | Hun gegeneraliseerde relatie

Problemen met het massadebiet | Voorbeeld van een massadebiet

Q.1] Een turbine werkt op een constante luchtstroom en produceert 1 kW vermogen door lucht uit te zetten van 300 kPa, 350 K, 0.346 m3/ kg tot 120 kPa. De inlaat- en uitlaatsnelheid zijn respectievelijk 30 m / s en 50 m / s. De uitbreiding volgt de wet PV1.4 = C. Bepaal het massadebiet van lucht?

Q.2] Lucht komt een apparaat binnen met 4 MPa en 300oC met een snelheid van 150 m / s. Het inlaatgebied is 10 cm2 en uitlaatgebied is 50 cm2Bepaal de massaflux als er lucht uitkomt bij 0.4 MPa en 100oC?

FAQ

Waarom is massadebiet belangrijk?

Massastroom van water

Massastroom van lucht

Hoe het massadebiet van enthalpie te krijgen?

Hoe krijg ik een massastroom van Velocity?

Kan het massadebiet negatief zijn

Massastroom voor een ideaal samendrukbaar gas

Hoe kan ik de massastroom van een koelvloeistof R 134a en zijn temperaturen in een huishoudelijke vriezer vinden. Hoe kan ik ze vinden?

Wat is de relatie tussen druk en massadebiet Neemt het massadebiet toe als de druk toeneemt en neemt het massadebiet af als de druk afneemt?

Als de uitgangsdruk lager is dan de kritische druk voor een convergerende spuitmond, wat is dan het massadebiet?

Waarom is de massastroom ρVA maar is de volumestroom AV?

Hoe wordt het Coriolis-principe gebruikt om massastroom te meten?

Wat is de relatie tussen massadebiet en volumestroom?

Wat is de formule voor het vinden van massadebiet in een watergekoelde condensor?

Hoe vind je massastroom met temperatuur en druk?

Waarom regelen we bij gesmoorde stroming altijd de benedenstroomse druk, terwijl het maximale massadebiet afhankelijk is van de bovenstroomse druk

Wat is het gemiddelde vloeistofmassadebiet van water in leidingen met een diameter van 10 cm, de stroomsnelheid is 20 m / s.

Laat een bericht achter

Hallo medelezer,

Q.1] Een turbine werkt op een constante luchtstroom en produceert 1 kW vermogen door lucht uit te zetten van 300 kPa, 350 K, 0.346 m_³/ kg tot 120 kPa. De inlaat- en uitlaatsnelheid zijn respectievelijk 30 m / s en 50 m / s. De uitbreiding volgt de wet PV^1.4 = C. Bepaal het massadebiet van lucht?

Q.2] Lucht komt een apparaat binnen met 4 MPa en 300^oC met een snelheid van 150 m / s. Het inlaatgebied is 10 cm² en uitlaatgebied is 50 cm²Bepaal de massaflux als er lucht uitkomt bij 0.4 MPa en 100^oC?