Portata massica e potenza: effetti, relazioni, esempi di problemi


La portata massica e la potenza sono calcolate conoscendo il valore l'una dell'altra.

Il rapporto della portata massica con queste potenze, Potenza termica = m° * q, Potenza di lavoro = m° * w

La potenza termica è il calore in ingresso al sistema. La potenza di lavoro è il lavoro prodotto dal sistema. Entrambe le potenze variano direttamente con la massa che scorre attraverso il sistema.

portata massica è espresso come di seguito,

Portata massica (m°) = Densità (ρ) * Area della sezione trasversale (A) * Velocità (v)

Dove,

Densità (ρ) in kg/m3

Area della sezione trasversale (A) in m2

Velocità (v) in m/s

L'altra unità di potenza è la potenza dei cavalli. L'unità di potenza è ampiamente utilizzata in pompe, motori elettrici, turbine ecc.

I termini potenza sono usati di più nelle apparecchiature elettroniche rispetto all'energia.

Come calcolare la portata massica con la potenza?

è possibile calcolare la portata massica con molte espressioni.

La potenza è espressa rispetto alla portata massica, P = m° w. La potenza varia direttamente rispetto alla portata massica.

L'equazione della potenza scritta in termini di massa Portata,

P = m° w

Dove,

P = Potenza in W (watt)

m° = Portata massica in Kg/s o LPM

w = Lavoro specifico in J/kg (Joule/kg). (Dove J = N m)

La potenza discussa qui è potenza fluida. La potenza del fluido varia direttamente con la variazione del portata massica. portata massica è la velocità del fluido che passa attraverso un punto o una posizione particolare.

Si misura in chilogrammo al secondo o litro al minuto (secondo).

Esempio

Supponiamo che la portata massica del sistema sia 10 kg/s e il lavoro specifico sia 50 J/kg. Trova la potenza richiesta?

  • m° = 10 kg/s
  • w = 50 J/kg
  • Potenza (P) =?

Potenza = m° w

Potenza = 10 * 50

Potenza = 500 watt

Potenza = 0.5 kW

Portata di massa e relazione di potenza

La potenza può essere ricavata dal valore della portata massica.

Il potere è equiparato relazione alla portata massica, P = m° w. La potenza è il prodotto della portata massica e del lavoro specifico.

il potere può essere espresso con portata volumetrica come sotto,

Potenza = V° p

Qui,

V° = Portata volumetrica in m3/S,

p = pressione in N/m2

L'unità di potenza è m3/s *N/m2. Viene generalmente indicato come N m/s o Juale/s.

L'unità di portata massica è kg/s (kg di massa passati al secondo). È indicato con il m°.

Possiamo convertire il portata volumetrica nella portata massica se conosciamo la densità del fluido che circola nel sistema.

La massa la portata può essere ricavata dal volume portata moltiplicandola per la densità del fluido.

m° = V° * ρ

Dove,

ρ = densità del fluido in kg/m3

Il teorema dell'enunciato di Torricelli per la trasformazione dell'energia potenziale (PE) nell'energia cinetica (KE) è il seguente:

La velocità del fluido = radice quadrata di (2 * g * h)

Dove,

g = Accelerazione gravitazionale in m/s2

h = testa in m

V = Velocità del fluido in m/s

Portata di massa ed energia

La portata massica (m°) e il concetto di energia possono essere compresi dalla seguente logica,

Potenza = Portata massica * Lavoro specifico, Potenza = Energia/tempo

L'espressione di cui sopra può essere elaborata di seguito per comprendere il concetto tra portata massica ed energia.

Potenza = Energia/tempo (J/s)

Energia = Potenza * Tempo

Un'altra equazione di potenza in termini di portata massica,

Potenza = Portata massica * Lavoro specifico

Infine, l'energia è

Energia = Portata massica * lavoro specifico * tempo

La conversione unitaria dell'energia dall'equazione di cui sopra,

L'unità di Energia = kg/s * J/kg * s = J

La potenza può essere data in termini di forza e velocità come di seguito,

P = v * F

Dove,

v = velocità in m/s

F = Forza in Newton (N)

La potenza può essere data in termini di coppia e velocità angolare come di seguito,

P = τ * ω

Dove,

τ = Coppia in Newton * metro (N * m)

ω = velocità angolare in Rad/s

Il principio di conservazione dell'energia sul volume di controllo è spiegato come segue.

Energia termica – Energia di lavoro + Energia in entrata nel sistema del volume di controllo – Energia in uscita dal sistema del volume di controllo = Variazione netta di energia (Volume di controllo)

Due tipi di potenza possono essere separati da questo principio sul volume di controllo.

  • Potenza termica
  • Potenza di lavoro
portata massica e potenza
Risparmio energetico nel volume di controllo

Quanto sopra entrambi i poteri possono essere espressi come di seguito,

Potenza termica = m° * q

Potenza di lavoro = m° * w

La potenza totale del volume di controllo è la differenza tra il calore e la massa che entrano nel sistema e il lavoro e la massa che escono dal sistema.

Potenza Totale = (Potenza Termica + m° e1) – (Potenza Lavoro + m° e2)

Potenza termica – potenza di lavoro = m° * Δe

Lo sviluppo dell'equazione della potenza è più semplice dell'equazione dell'energia secondo il Principio di conservazione dell'energia

Deepakkumar Jani

Sono Deepak Kumar Jani, sto perseguendo il dottorato di ricerca in energie meccaniche-rinnovabili. Ho cinque anni di insegnamento e due anni di esperienza di ricerca. Le mie aree di interesse sono l'ingegneria termica, l'ingegneria automobilistica, la misurazione meccanica, il disegno tecnico, la meccanica dei fluidi, ecc. Ho depositato un brevetto su "Ibridazione dell'energia verde per la produzione di energia". Ho pubblicato 17 articoli di ricerca e due libri. Sono felice di far parte di Lambdageeks e vorrei presentare ai lettori parte della mia esperienza in modo semplicistico. Oltre agli studi accademici e alla ricerca, mi piace vagare nella natura, catturare la natura e creare consapevolezza sulla natura tra le persone. Connettiamoci tramite LinkedIn - https://www.linkedin.com/in/jani-deepak-b0558748/. Fare riferimento anche al mio canale You-tube per quanto riguarda “Invito dalla Natura”

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