Hoe om massavloeitempo te bereken: van verskeie entiteite, probleemvoorbeelde


"Hoe om te bereken Massavloeitempo van 'n vloeistof akkuraat?” is een van die belangrike feite vir die gladde verloop van 'n prosesbedryf.

Massavloeitempo kan gedefinieer word as die hoeveelheid vloeistof wat deur 'n deursnee-area van 'n kanaal per tydseenheid vloei. Dit word aangedui deur ṁ.

Massavloeitempo kan uitgedruk word as,

ṁ = massa/tyd = m/t

SI Eenheid van massavloeitempo is Kg/s.

Sommige ander eenhede is gm/s, slakke/s

Akkurate meting van massavloeitempo is nodig in 'n industrie om die verskillende bedrywighede glad te beheer. Doeltreffendheid van 'n toerusting en produkkwaliteit hang ook af van massavloeitempo van 'n vloeistof.

Massa word nie geskep of vernietig nie en Massa vloeitempo word nie deur temperatuur- en drukverandering tydens die proses beïnvloed nie, dus in die geval van presisiemeting is massavloeimeting altyd raadsaam.

Gestel 'n vloeistof gaan 'n pyp teen 10 kg/s binne, dit sal beslis die pyp teen 10 kg/s verlaat, aangesien daar geen lekkasie deur die pyp is nie. Nou as die toepassing van hitte op die pyp die volume vloeitempo sal verander as gevolg van verandering in temperatuur.

hoe om massavloeitempo te bereken
Massavloeitempo


Om meer te wete te kom oor massavloeitempo (kliek hier)

Hoe om massavloeitempo vanaf volumetriese vloeitempo te bereken?

Beide Mass Flow en Volumevloeitempo is die vloeihoeveelhede wat in verskillende industrieë gemeet moet word.

Massavloeitempo is die meting van 'n vloeistof in terme van massa wat vir 'n spesifieke tydperk deur 'n dwarssnit beweeg. Net so is volumevloeitempo die meting van die vloeistof in terme van volume wat deur 'n deursnit vloei vir 'n bepaalde tydperk.

Massavloeitempo kan uitgedruk word as ṁ = massa/tyd = m/t Eq1

En volumevloeitempo kan uitgedruk word as Q= volume/tyd= v/t Eq2

                                          Van Vgl(1), massa/volume x volume/tyd Vgl3

                                            Nou, massa/volume=Vloeistofdigtheid ρ

                                            En volume/tyd = Volumetriese vloeitempo=Q

                        Van Eq(3) , ṁ = ρ.Q Eq4

Bogenoemde vergelyking hou verband Massavloeitempo en volumetriese vloeitempo van 'n vloeistof. As ons die digtheid van die vloeistof ken en deur 'n pyp afvoer, dan kan ons die hoeveelheid vloeistof wat deur die pyp gaan, bepaal in terme van Kg/s dws massavloeitempo van die vloeistof.

Van die Kontinuïteitsvergelyking van toepassing op onsamedrukbare vloeistof wat ons kan skryf,

  Hier is A die deursnee-area van die gang en \bar{v} is die gemiddelde snelheid van die vloeistof. So Vgl(4) word,  

Vgl(5)

Uit die Vgl(5) is dit duidelik dat massavloeitempo van 'n vloeistof direk eweredig is aan die digtheid van die vloeistof, snelheid van die vloeistof en die deursnee-area.

Hoe om massavloeitempo vanaf drukgradiënt te bereken?

Vir die beweging van 'n vloeistof deur 'n kanaal moet daar 'n drukverskil tussen die twee ente van die kanaal wees, wat as drukgradiënt genoem word.

Hagen Poiseuille vergelyking gee die verband tussen drukval en vloeitempo van 'n vloeistof deur 'n lang silindriese pyp. Die vergelyking word toegepas vir laminêre vloei van onsamedrukbare vloeistof wat deur 'n pyp met konstante deursnee-area vloei.

Hoër drukval lei tot 'n hoër massavloeitempo en laer drukgradiënt lei tot laer massavloeitempo.

Die Poiseuille se wet formule word gegee deur:

Vgl1

Waar Δp die drukverskil tussen die twee punte van die pyp is

L is die lengte van die pyp,

μ is die dinamiese viskositeit,

 is die volumetriese vloeitempo,

R is die pyp radius,

A is die dwarssnit van pyp.

Nou, ṁ = ρ.Q of Q = ṁ/ρ

Deur die waarde van Q in Vgl (1) te vervang, kry ons

  Vgl(2)

Waar, ρ = digtheid van die vloeistof

Deur Vgl(2) te gebruik, kan ons bereken Massavloeitempo vanaf druk verskil.

Hoe om massavloeitempo van brandstof in enjin te bereken?

Berekening van massavloeitempo van brandstof is nodig om die brandstofverbruik van 'n enjin te ken en ook remspesifieke brandstofverbruik (BSFC) en aangeduide spesifieke brandstofverbruik (ISFC).

Massavloeitempo van brandstof wat in 'n enjin gebruik word, kan bereken word deur die volgende formule te gebruik:

Vgl1

waar, ṁf =massavloeitempo van brandstof van die enjin

Vf = Volume brandstof wat aan die enjin verskaf word

ρf=Digtheid van die brandstof

t=Tyd wat nodig is om die brandstof in sekonde na die enjin te vloei

Om massavloeitempo in kg/h uit te druk,

   Vgl(2)

Deur die bogenoemde vergelyking te gebruik, kan ons brandstofverbruik in Kg/h bereken.

Die gebruik van ṁf nou kan ons BSFC en ISFC soos volg bereken:

BSFC= /BP kg/h/kW of Kg/kWh

Waar BP= Remkrag van die enjin.

ISFC= /IP Kg/kWh

Waar IP=Aangewe krag van die enjin.

Hoe om massavloeitempo van lug in enjin te bereken?

Om die massavloeitempo van lug in 'n enjin te bereken, moet ons openingmeter gebruik om volumevloeitempo van lug te meet en 'n buigsame pyp net soos 'n manometer om die druk kop.

Deur die formule hieronder te gebruik, kan ons massavloeitempo van lug in 'n enjin bereken:

Kg/s Vgl(1) Waar,

=Volumetriese vloeitempo van lug deur opening meter in m3/s

   ρlug = Digtheid van lug

=Area van opening meter

   Snelheid van lug = A0.vlug

Hier, d0= deursnee van opening meter, Cd=Ko-effektief van ontlading

ha = hoogte van lugkolom (gee drukkop van lug)

Ons kan vergelyking (1) soos hieronder skryf,

(2)

Deur beide Vgl(1) en (2) te gebruik, kan ons lugverbruik in 'n enjin bepaal.

Hoe om massavloeitempo van droë lug te bereken?

Berekening van massavloeitempo van droë lug:

Massavloeitempo word deur die vergelyking gegee

ṁ = ρ.Q

Digtheid van droë lug is 1.225 kg/m3,,so ongeveer ρ =1

Hoe om massavloeitempo van stoom te bereken?

Deur die volgende formule te gebruik, kan ons die massavloeitempo van stoom bereken

Waar d : Pyp binnedeursnee in m

v : Stoomsnelheid in m/s

ṁ : Stoomvloeitempo in kg/h

V : Spesifieke volume in m³/kg

Hoe om die massavloeitempo van uitlaatgas te bereken?

Om die brandstofverbruiksfaktor en emissietempo van 'n voertuig akkurate meting van uitlaatgasmassa te ken vloeitempo vereis word.

Om die Massavloeitempo van uitlaatgas van 'n enjin, is sekere faktore nodig soos temperatuur van die uitlaatgas, vliegwielspoed, volumetriese doeltreffendheid en grootte van die enjin.

Uitlaatgas word geproduseer tydens die verbrandingsproses wat binne 'n enjinsilinder plaasvind. As gevolg van die verbranding van lug en brandstof word verskillende gasvormige produkte soos koolstofdioksied, koolwaterstowwe, stikstofprodukte, swaeldioksied ens geproduseer en deur die voertuig se stertpyp na die atmosfeer vrygestel.

Die massa vloeitempo van uitlaatgas en die persentasies gasvormige produkte daarin verander na gelang van veranderinge in voertuigspoed, padtoestande, versnelling ens.

Die totale massa van uitlaatgas van enjin bereken kan word deur die volgende formule te gebruik:

ṁ uitlaat = ṁa + ṁf  Vgl(1)

waar,

ṁa =massavloeitempo van lug in die enjinsilinder

ṁf =massavloeitempo van brandstof in die enjinsilinder

ṁf  =1+A/F

Vandaar uit Vgl(1),

A/F=lugbrandstofverhouding

Daarom kan ons vanaf Vgl(1) skryf, ṁuitlaat=ṁa+(1+A/F) Vgl(2)

Sekere hoeveelheid lekkasie van uitlaatgasmassa kom voor wat amper weglaatbaar is.



Hoe om die massavloeitempo van koelmiddel te bereken?

Die verkoelingskapasiteit van enige kompressor word bepaal deur die massa koelmiddel wat per eenheid tyd gesirkuleer word en deur die verkoelingseffek per eenheid massa gesirkuleer.

Om daardie teoretiese verkoelingskapasiteit van 'n kompressor te weet, moet ons die massavloeitempo van die koelmiddel vermenigvuldig met verkoelingseffek per massa-eenheid.

Die hoofkomponente van 'n basiese verkoelingsiklus is: kompressor, kondensor, uitbreidingsklep en verdamper.

Image Credit: Wikipedia

Die funksie van 'n kompressor in die stelsel is om die koelmiddel saam te druk en dit dan om die stelsel te sirkuleer. Kondensor dra die hitte oor van die koelmiddel en gasvormige koelmiddel verander in vloeibare vorm binne die kondensor.

Die funksie van uitbreidingsklep is om die koelmiddel uit te brei en die verdamper absorbeer die hitte van omliggende en gee die verkoelende effek, koelmiddel verander weer in gasvorm nadat dit deur die verdamper gegaan het.

Om die massavloeitempo van a te bepaal koelmiddel wat ons moet weet die termodinamiese eienskappe (temperatuur, druk, entalpie, ens.) vir die koelmiddel deur die siklus.

Verkoelingsiklus; Image Credit: Wikimedia

By pt.1, tussen kompressor en verdamper

Op pt.2, nadat jy die kompressor verlaat het

Op punt 3, nadat jy die kompressor verlaat het en voordat jy die uitbreidingsklep binnegaan.

By punt 4, voordat u die verdamper binnegaan

Die Kompressor werk gedoen in KW word gegee deur

c  = ṁ (h2-h1) Vgl(1)

Die Verdamper verkoeling vrag (verkoeling kapasiteit) in Kw word gegee deur

L = ṁ (h1-h4) Vgl(2)

Die Kondensor hitte verwerping in Kw word gegee deur

kond=ṁ (h2-h3)     

Deur enige van die bogenoemde vergelykings te gebruik, kan ons die massavloeitempo van 'n koelmiddel bereken.

Deur die PH-kaart te gebruik, kan ons waardes van h(entalpie) in KJ/Kg vir elke punt vir 'n spesifieke koelmiddel uitvind. Die Eenheid van ṁ is Kg/s.

Sangeeta Das

Ek is Sangeeta Das. Ek het my Meestersgraad in Meganiese Ingenieurswese voltooi met spesialisering in IC-enjin en motors. Ek het ongeveer tien jaar ondervinding wat die industrie en akademie insluit. My belangstellingsgebied sluit IC-enjins, aërodinamika en vloeistofmeganika in. Jy kan my bereik by https://www.linkedin.com/in/sangeeta-das-57233a203/

Onlangse plasings