Dynamicists fluido e altri ingegneri che si occupano di flusso del fluido hanno tre equazioni che descrivono tutti gli aspetti di un flusso matematicamente. Il primo e più semplice di questi è l'equazione di continuità, che si occupa di flusso di massa. L'equazione deriva dal principio di "conservazione della massa." Questo principio che qualunque massa entra in un sistema di Stati o devono venire fuori del sistema o essere memorizzati nel sistema. Per flusso del tubo, ciò significa che il flusso di massa entrino nel tubo deve essere uguale alla portata massica lasciando il tubo.
Istruzioni
• Determinare se il vostro flusso soddisfa i requisiti necessari per utilizzare la forma semplice dell'equazione di continuità. In primo luogo, il flusso deve essere "steady-state," che significa che il flusso non ha punti di accelerazione. Un altro nome per questo è "completamente sviluppato" flusso. In secondo luogo, il flusso deve essere "incomprimibile", che significa densità rimane costante. Questo vale solo per l'area del flusso in esame. Se la densità cambia fuori di tale regione, è possibile utilizzare ancora il presupposto incomprimibile. Infine, è necessario essere in grado di assumere che la gravità ha poco o nessun effetto sul flusso. In altre parole, il flusso è indipendente delle forze del corpo, come il peso. Questo vale per la maggior parte dei flussi, ma se il liquido è molto denso, molto lento o altamente viscosi, forze di corpo possono stipulare le equazioni.
• Determinare l'area della sezione trasversale, dove il flusso entra nell'area in esame. Per un tubo, calcolare l'area basato sul diametro interno (ID).
Esempio: ID = 2 polliciUn r = (pi) ^ 2r = ID/2r = 1A = 3.14159 * (1) ^ 2 = 3.14159 in ^ 2
• Determinare la densità del liquido in esame. La maggior parte del tempo, sarà in grado di cercare questo valore in uno dei tanti riferimenti a ingegneria. In caso contrario, sarà necessario determinarlo attraverso misure dirette. Potete anche calcolare attraverso un numero di equazioni di ingegneria, ad esempio l'equazione dei gas perfetti o equazione di Bernoulli, a seconda del fluido che si utilizza e le misure che avete a disposizione. Convertire la densità o la zona in modo che le unità sono compatibili.
Esempio:Acqua = 0,998 g/cm ^ 3Zona = 3.14159 a ^ 2 = 20,268 cm ^ 2
• Determinare la velocità del flusso. Questo deve essere fatto tramite la misura diretta o tramite calcolo. Così come per densità, è disponibile a seconda del fluido che si utilizza e i valori di un numero di equazioni è già disponibile. Convertire il valore per essere compatibile con il resto dei valori, se necessario. Se il flusso è viscoso, calcolare la velocità media. Per un tubo rotondo, ad esempio, velocità media è uguale a metà velocità massima.
Esempio:Velocità = 10 m/s = 1000 cm/s
• Moltiplicare la densità, la zona e la velocità per determinare il tasso di flusso di massa.
Esempio:(rho) AV = 0.998 20.268 1000 = 20227.464 g/s = 20.227 kg/s
Consigli & Avvertenze
- Se il flusso non è conforme ai presupposti necessari, occorrerà un'equazione molto più complicata. Alcuni flussi possono essere esaminati solo attraverso analisi numerica.