Przelicznik gęstości strumienia masy
Przeliczaj gęstość strumienia masy między kg/m²·s, g/cm²·s, kg/m²·h, lb/ft²·s i lb/ft²·h. Wpisz wartość, a następnie wybierz jednostkę źródłową i docelową.
Przeliczanie wydatku masowego między jednostkami
Wzór na gęstość strumienia masy
Gdzie:
- \(v_{\mathrm{from}}\) — wprowadzona gęstość strumienia masy w wybranej jednostce źródłowej.
- \(v_{\mathrm{to}}\) — przeliczona gęstość strumienia masy w wybranej jednostce docelowej.
- \(f_{\mathrm{from}}\) i \(f_{\mathrm{to}}\) — współczynniki przeliczające każdą wybraną jednostkę na kg/m²·s.
Przelicznik najpierw wyraża wprowadzoną wartość w kg/m²·s, a następnie dzieli ją przez współczynnik jednostki docelowej. Zmienia to jednostki bez zmiany fizycznej gęstości strumienia masy.
Gęstość strumienia masy – przykład obliczenia
Przykład: przelicz domyślną wartość 5 kg/m²·s na g/cm²·s. Jeden g/cm²·s to 10 kg/m²·s, więc jednostka docelowa ma współczynnik równy 10.
\[v_{\mathrm{to}}=5\times\frac{1}{10}=0.5\ \mathrm{g/(cm^{2}\cdot s)}\]
Wynik: 5 kg/m²·s = 0,5 g/cm²·s.
Jak korzystać z kalkulatora
- Wpisz liczbę nieujemną w polu Wartość gęstości strumienia masy. Wpisz samą liczbę; jej jednostkę wybierz oddzielnie.
- Wybierz jednostkę tej liczby w polu Jednostka źródłowa.
- Wybierz jednostkę, której potrzebujesz, w polu Jednostka docelowa.
- Odczytaj wynik w polu Przeliczona gęstość strumienia masy. Jednostka jest wyświetlana obok liczby.
Domyślny wybór przelicza z kg/m²·s na g/cm²·s. Możesz też odwrócić kierunek przeliczania lub wybrać tę samą jednostkę w obu polach, aby sprawdzić wprowadzoną wartość.
Co oznacza gęstość strumienia masy
Gęstość strumienia masy opisuje, ile masy przepływa przez daną powierzchnię w określonym czasie. Dla przepływu jednostajnego i prostopadłego do powierzchni jest to strumień masy podzielony przez pole powierzchni: \(j_m=\dot m/A\). Na przykład, jeśli przez każdy metr kwadratowy co sekundę przepływa 2 kg, gęstość strumienia masy wynosi 2 kg/m²·s. Jednostka obejmuje zarówno powierzchnię, jak i czas, dlatego kg/m²·h opisuje tempo godzinowe, a nie sekundowe.
Ta wielkość pozwala porównywać przepływy przez powierzchnie o różnych rozmiarach. Jest przydatna w transporcie membranowym, filtracji, parowaniu, przepływie płynów i innych zagadnieniach transportu masy. Jeśli znana jest jednostajna gęstość strumienia masy i odpowiednia powierzchnia, ich iloczyn daje całkowity strumień masy. Podział przez powierzchnię pokazuje wyraźnie, czy większy przepływ całkowity wynika z intensywniejszego transportu, czy po prostu z większej powierzchni.
Przeliczony wynik należy interpretować jako to samo tempo na jednostkę powierzchni, zapisane w innej jednostce. Mniejsza wartość liczbowa nie oznacza, że przepływa mniej substancji: 0,5 g/cm²·s i 5 kg/m²·s opisują identyczne gęstości strumienia masy. W analizach cieplnych podobnie nazwana gęstość strumienia ciepła mierzy natomiast transfer energii na jednostkę powierzchni na jednostkę czasu i nie może być bezpośrednio przeliczona na gęstość strumienia masy.
Współczynniki przeliczania i ograniczenia praktyczne
Tabela przedstawia współczynniki używane przez ten kalkulator. Pomnóż wartość przez jej współczynnik, aby wyrazić ją w kg/m²·s; podziel wartość w kg/m²·s przez współczynnik, aby wyrazić ją w podanej jednostce.
| Jednostka | Współczynnik na kg/m²·s |
|---|---|
| kg/m²·s | 1 |
| g/cm²·s | 10 |
| kg/m²·h | 1/3600 |
| lb/ft²·s | 4,88243 |
| lb/ft²·h | 4,88243/3600 |
Przeliczenie funtów na kilogramy i stóp kwadratowych na metry kwadratowe jest tu przedstawione zaokrąglonym współczynnikiem 4,88243. Wyświetlany wynik jest zaokrąglany do najwyżej ośmiu miejsc po przecinku, więc bardzo małe wartości przeliczone mogą pojawić się jako zero, a wielokrotne przeliczanie może nie odtworzyć każdej cyfry. Jeśli obliczenie jest wrażliwe na małe różnice, użyj dodatkowej precyzji.
Pole wejściowe akceptuje wartości zerowe i dodatnie. Strumień ze znakiem może być przydatny, gdy istotny jest kierunek, ale ten przelicznik nie przyjmuje wartości ujemnych ani nie określa kierunku normalnego do powierzchni. Nie oferuje też jednostki mg/cm²·min; wybierz jedną z pięciu jednostek widocznych w polach wyboru. Dla przepływu niejednostajnego pojedyncza gęstość strumienia masy reprezentuje jedynie średnią dla punktu lub powierzchni, do której się odnosi. Aby znaleźć całkowity przepływ przez powierzchnię o zmiennym strumieniu, uwzględnij zmiany strumienia na tej powierzchni, zamiast mnożyć jedną wartość lokalną przez całą powierzchnię.
Najczęściej zadawane pytania
Jak ręcznie przeliczyć lb/ft²·h na kg/m²·s?
Pomnóż przez 4,88243, aby przeliczyć funty na stopę kwadratową na kilogramy na metr kwadratowy, a następnie podziel przez 3600, aby zamienić tempo godzinowe na sekundowe. Na przykład 2 lb/ft²·h to w przybliżeniu \(2\times4.88243/3600=0.00271246\) kg/m²·s. Współczynnik funtowo-stopowy jest zaokrąglony, więc wynik jest przybliżony.
Jaka jest normalna lub dobra gęstość strumienia masy?
Nie istnieje uniwersalna dobra wartość. Sensowny poziom zależy od materiału, procesu, warunków pracy oraz powierzchni użytej do podania strumienia. Na przykład wydajność membrany ocenia się zwykle względem określonego wymogu przepustowości i separacji, a tempo parowania silnie zależy od temperatury i przepływu powietrza. Porównuj wartości tylko wtedy, gdy ich jednostki, warunki pomiaru i definicje powierzchni są zgodne.
Jak przeliczyć mg/cm²·min, jeśli nie ma jej na liście jednostek?
Najpierw przelicz go na kg/m²·s, a następnie użyj kg/m²·s jako jednostki wejściowej. Jeden miligram to \(10^{-6}\) kilograma, jeden centymetr kwadratowy to \(10^{-4}\) metra kwadratowego, a jedna minuta to 60 sekund. Dlatego wartość w mg/cm²·min należy pomnożyć przez \(1/6000\), aby uzyskać kg/m²·s.
Dlaczego przeliczanie strumienia sekundowego na godzinowe mnoży liczbę przez 3600?
Wartość godzinowa liczy masę przepływającą przez tę samą powierzchnię w ciągu 3600 sekund, więc jej wartość liczbowa jest 3600 razy większa od wartości sekundowej. Na przykład 0,01 kg/m²·s to 36 kg/m²·h. Przeliczanie w odwrotną stronę wymaga dzielenia przez 3600. Zmiana jednostki czasu nie zmienia fizycznego przepływu.
Jak gęstość strumienia masy wiąże się z prędkością przepływu?
Dla płynu o jednostajnej gęstości płynącego prostopadle do powierzchni gęstość strumienia masy równa się gęstości pomnożonej przez składową prędkości normalną do tej powierzchni: \(j_m=\rho v_n\). Gęstość musi być w kg/m³, a prędkość w m/s, aby wynik był w kg/m²·s. Jeśli przepływ przecina powierzchnię pod kątem, użycie pełnej prędkości zamiast składowej normalnej zawyża strumień.
Czy można przeliczyć gęstość strumienia masy na strumień molowy?
Tak, jeśli znasz masę molową substancji, której strumień masy jest mierzony. Podziel jej strumień masy w kg/m²·s przez jej masę molową w kg/mol, aby uzyskać mol/m²·s. Dla mieszaniny użyj strumienia masy konkretnego składnika; sam całkowity strumień masy mieszaniny nie wyznacza strumienia molowego każdego składnika.
Jaką powierzchnię należy użyć przy obliczaniu strumienia przez membranę porowatą?
Użyj powierzchni określonej przez normę pomiarową lub wydajnościową, z którą się porównujesz. Strumień podaje się często na jednostkę odsłoniętej, rzutowanej powierzchni membrany, a nie na jednostkę znacznie mniejszej powierzchni otworów porów. Podzielenie tego samego strumienia masy przez różne definicje powierzchni daje różne wartości strumienia, mimo że całkowity przepływ pozostaje niezmieniony.