Конвертер щільності масового потоку
Перетворюйте щільність масового потоку між кг/м²·с, г/см²·с, кг/м²·год, lb/ft²·с і lb/ft²·год. Введіть значення, а потім виберіть одиниці, з якої та в яку конвертувати.
Перетворення масової витрати між одиницями
Формула щільності масового потоку
Де:
- \(v_{\mathrm{from}}\) — введена щільність масового потоку у вибраній початковій одиниці.
- \(v_{\mathrm{to}}\) — перетворена щільність масового потоку у вибраній цільовій одиниці.
- \(f_{\mathrm{from}}\) і \(f_{\mathrm{to}}\) — коефіцієнти, що переводять кожну вибрану одиницю в кг/м²·с.
Конвертер спочатку виражає введене значення в кг/м²·с, а потім ділить його на коефіцієнт цільової одиниці. Це змінює одиниці, не змінюючи фізичну щільність масового потоку.
Щільність масового потоку — приклад розрахунку
Приклад: перетворимо стандартне значення 5 кг/м²·с на г/см²·с. Один г/см²·с дорівнює 10 кг/м²·с, тож цільова одиниця має коефіцієнт 10.
\[v_{\mathrm{to}}=5\times\frac{1}{10}=0.5\ \mathrm{g/(cm^{2}\cdot s)}\]
Результат: 5 кг/м²·с = 0,5 г/см²·с.
Як користуватися калькулятором
- Введіть невід'ємне число в поле Значення щільності масового потоку. Вводьте лише число; його одиницю виберіть окремо.
- Виберіть одиницю цього числа в полі Початкова одиниця.
- Виберіть потрібну одиницю в полі Цільова одиниця.
- Прочитайте результат у полі Перетворена щільність масового потоку. Одиниця вказана поруч із числом.
Стандартний вибір конвертує з кг/м²·с у г/см²·с. Ви також можете змінити напрямок конвертації або вибрати одну й ту саму одиницю в обох меню, щоб перевірити введене значення.
Що означає щільність масового потоку
Щільність масового потоку описує, скільки маси проходить через певну площу за певний час. Для потоку, що проходить однорідно і перпендикулярно до поверхні, це масова витрата, поділена на площу поверхні: \(j_m=\dot m/A\). Наприклад, якщо 2 кг проходить через кожен квадратний метр щосекунди, щільність масового потоку становить 2 кг/м²·с. Одиниця охоплює і площу, і час, тож кг/м²·год описує погодинну швидкість, а не швидкість за секунду.
Ця величина допомагає порівнювати потоки через поверхні різного розміру. Вона корисна для мембранного транспорту, фільтрації, випаровування, течії рідин та інших задач масоперенесення. Якщо відомі однорідна щільність масового потоку та відповідна площа, їх добуток дає повну масову витрату. Ділення на площу дає зрозуміти, чи більший сумарний потік відображає інтенсивніше перенесення, чи просто більшу поверхню.
Розглядайте перетворений результат як ту саму швидкість на одиницю площі, лише записану в іншій одиниці. Менше числове значення не означає, що рухається менше речовини: 0,5 г/см²·с і 5 кг/м²·с описують однакову щільність масового потоку. У тепловому аналізі схоже за назвою щільність теплового потоку натомість вимірює перенесення енергії на одиницю площі за одиницю часу і не може бути безпосередньо конвертована в щільність масового потоку.
Коефіцієнти конвертації та практичні обмеження
У таблиці наведено коефіцієнти, які використовує цей калькулятор. Помножте значення на його коефіцієнт, щоб виразити його в кг/м²·с; розділіть значення в кг/м²·с на коефіцієнт, щоб виразити його в зазначеній одиниці.
| Одиниця | Коефіцієнт до кг/м²·с |
|---|---|
| кг/м²·с | 1 |
| г/см²·с | 10 |
| кг/м²·год | 1/3600 |
| lb/ft²·с | 4,88243 |
| lb/ft²·год | 4,88243/3600 |
Перерахунок фунтів у кілограми та квадратних футів у квадратні метри тут представлено округленим коефіцієнтом 4,88243. Показаний результат округлюється до не більш ніж восьми десяткових знаків, тому дуже малі перетворені значення можуть відображатися як нуль, а повторні конвертації можуть не відновлювати кожну цифру. Використовуйте додаткову точність, якщо розрахунок чутливий до малих відмінностей.
Поле введення приймає нульові та додатні значення. Потік зі знаком може бути корисним, коли має значення напрямок, але цей конвертер не приймає від'ємне значення і не визначає напрямок нормалі до поверхні. Він також не пропонує мг/см²·хв (мг — міліграм); виберіть одну з п'яти одиниць, показаних у його меню. Для неоднорідного потоку окреме значення щільності масового потоку описує лише точку або середнє по площі, до якої воно застосовується. Щоб знайти повний потік через поверхню зі змінним потоком, врахуйте, як потік змінюється вздовж цієї поверхні, а не множте одне локальне значення на всю площу.
Часті запитання
Як вручну перетворити lb/ft²·год на кг/м²·с?
Помножте на 4,88243, щоб перетворити фунти на квадратний фут у кілограми на квадратний метр, а потім розділіть на 3600, щоб перейти від погодинної швидкості до посекундної. Наприклад, 2 lb/ft²·год — це приблизно \(2\times4.88243/3600=0.00271246\) кг/м²·с. Коефіцієнт фунтів і футів округлений, тому результат є наближеним.
Якою є нормальна чи добра щільність масового потоку?
Універсального «доброго» значення не існує. Корисна цільова величина залежить від матеріалу, процесу, робочих умов і площі, за якою повідомляється потік. Наприклад, продуктивність мембрани може оцінюватися щодо заданої пропускної здатності та вимоги до розділення, тоді як швидкість випаровування сильно залежить від температури й повітряного потоку. Порівнюйте значення лише тоді, коли їхні одиниці, умови вимірювання та визначення площі збігаються.
Як перетворити мг/см²·хв, якщо цієї одиниці немає в списку?
Спочатку перетворіть її на кг/м²·с, а потім використайте кг/м²·с як початкову одиницю. Один міліграм — це \(10^{-6}\) кілограма, один квадратний сантиметр — \(10^{-4}\) квадратного метра, а одна хвилина — 60 секунд. Отже, помножте значення в мг/см²·хв на \(1/6000\), щоб отримати кг/м²·с.
Чому конвертація посекундного потоку в погодинний множить число на 3600?
Погодинне значення враховує масу, що перетинає ту саму площу за 3600 секунд, тому його числове значення у 3600 разів більше, ніж посекундне. Наприклад, 0,01 кг/м²·с дорівнює 36 кг/м²·год. Зворотна конвертація передбачає ділення на 3600. Зміна одиниці часу не змінює фізичний потік.
Як щільність масового потоку пов'язана зі швидкістю течії?
Для рідини однорідної густини, що тече перпендикулярно до поверхні, щільність масового потоку дорівнює густині, помноженій на компонент швидкості, нормальний до цієї поверхні: \(j_m=\rho v_n\). Густота має бути в кг/м³, а швидкість — у м/с, щоб отримати кг/м²·с. Якщо потік перетинає поверхню під кутом, використання повної швидкості замість нормальної компоненти завищує потік.
Чи можна перетворити щільність масового потоку в молярний потік?
Так, якщо відома молярна маса речовини, масовий потік якої вимірюється. Розділіть її масовий потік у кг/м²·с на молярну масу в кг/моль, щоб отримати моль/м²·с. Для суміші використовуйте масовий потік конкретного компонента; лише повний масовий потік суміші не визначає молярний потік кожного компонента.
Яку площу використовувати при розрахунку потоку через пористу мембрану?
Використовуйте площу, визначену стандартом вимірювання чи продуктивності, з яким ви порівнюєте. Потік часто повідомляють на одиницю відкритої проєктної площі мембрани, а не на одиницю значно меншої площі відкритих пор. Ділення тієї самої масової витрати на різні визначення площі дає різні значення потоку, хоча сумарний потік не змінюється.