tömegárammal

Tömegáram (ṁ) egy adott keresztmetszeten vagy felületen átfolyó anyag tömegének időbeli áramlását jelenti. A mértékegység kilogramm per másodperc (kg/s). A tömegáram abból adódik, hogy anyag követ egy felületet, és a keresztmetszeten á that pass mass per time.

Általános kifejezésként a tömegáram ṁ kiszámítható: ṁ = ∫A ρ v · n dA, ahol ρ a sűrűség, v a sebesség vektora, n pedig a felület normálisa. Egyszerű esetben, ha a keresztmetszeten minden pontján állandó a sűrűség és a sebesség, ṁ = ρ v A, ahol A a keresztmetszet területe.

Kapcsolat a térfogati áramlással: a térfogati áramlás Q = v A, így ṁ = ρ Q. A tömegáram jellege függ a sűrűség eloszlásától; folyadékok esetén gyakran használnak állandó ṁ-t, ha a rendszer tömege nem halmozódik fel. A folytonossági egyenlet szerint egy kontrollfelületen átfolyó tömegáramok különbsége megegyezik a rendszer tömegének időbeli változásával: ṁ_in − ṁ_out = dM/dt. Nyugalmi állapotban dM/dt = 0, tehát ṁ_in = ṁ_out.

Alkalmazások és mérés: a tömegáram fontos paraméter a hidraulikai és energetikai tervezésben, az HVAC-től a repülőgépek és égési rendszerekig. A tömegáramot közvetlenül mérik tömegáram-mérőkkel (például Coriolis-mérők), vagy átmenetileg volument vagy sűrűséget is figyelembe véve számítják.

Megjegyzések: a hőmérséklet és nyomás változása módosítja a sűrűséget, ezért a tömegáram és a térfogati áramlás közötti kapcsolat a termodinamikai állapotoktól függ.