Cómo calcular el flujo de masa

Cómo calcular el flujo de masa

Uno de los principios primarios en el estudio de la estática y dinámica, especialmente en los fluidos, es la conservación de la masa. Este principio afirma que masa es creada ni destruida. En análisis de ingeniería, la cantidad de materia dentro de un volumen predeterminado, que a veces se llama un volumen de control, sigue siendo constante como consecuencia de este principio. Flujo de masa es la medida de la cantidad de masa pasando dentro o fuera del volumen de control. La ecuación que gobierna para el cálculo de flujo de masa es la ecuación de continuidad.

Instrucciones

• Definir el volumen de control. Por ejemplo, un volumen de control comunes en la ingeniería aeronáutica es una sección de prueba de túnel de viento. Esto es generalmente o un conducto de sección rectangular o circular que disminuye gradualmente desde un área más grande al más pequeño. Otro nombre para este tipo de volumen de control es una boquilla.

• Determinar el área seccional transversal que se mide el flujo total a través. Los cálculos son más fáciles si los vectores de velocidad pasando a través de la perpendiculares a la zona, pero esto no es necesario. Para un inyector, el área seccional transversal suele ser la entrada o la salida.

• Determinar la velocidad de la corriente pasando por el área seccional transversal. Si el vector velocidad es perpendicular, como en una boquilla, sólo necesitará tomar la magnitud del vector.

Vector R = (r1) i + (r2) j + k (r3)la magnitud R = sqrt (r1 ^ 2 + r2 ^ 2 + r3 ^ 2)

• Determinar la densidad de flujo de masa en el área seccional transversal. Si el flujo es incompresible, la densidad será constante a lo largo. Si ya no tienes la densidad disponible, como es habitual en problemas teóricos, puede que necesite usar cierto equipo de laboratorio tales como termopares o tubos de pitot para medir la temperatura (T) y presión (p) en el punto que desea medir flujo total. Entonces se puede calcular la densidad (rho) utilizando la ecuación del gas ideal:

p = RT (rho)

donde R es la constante de gas perfecta específica para el material de flujo.

• Utilizar la ecuación de continuidad para calcular el flujo de masa en la superficie. La ecuación de continuidad viene del principio de conservación de masa y por lo general se da como:

flujo = (rho) A V

Donde "rho" es la densidad, "A" es área seccional transversal y "V" es velocidad en la superficie que se mide. Por ejemplo, si tuvieras una boquilla con una entrada circular con un radio de 3 pies, una pi = r ^ 2 = 3.14159 3 ^ 2 = 28,27 m2. Si el flujo viaja a 12 ft/s y determinación de la densidad a 0.0024 slugs/ft ^ 3, entonces el flujo total es:

babosas de 0.0024 28.7 12 = 4132.8/s


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