قانون بقای جرم
قانون بقای جرم
در این فیلم آموزشی قانون بقای جرم که یکی از پایه ای ترین اصول در طبیعت است، معرفی می شود. برای تحلیل سیستم های باز یا حجم کنترل، چون تبادل جرم وجود دارد، نیاز به بررسی تبادل جرم و ارائه قانون بقای جرم هست. قانون بقای جرم به طور کلی می گوید که خالص جرم مبادله شده با یک سیستم برابر است با تغییرات جرم سیستم. این قانون را هم می توان به صورت شکل نرخی (آهنگ مبادله جرم یا دبی جرمی) بیان کرد یا به صورت غیر نرخی. در شکل نرخی، مجموع دبی جرمی ورودی منهای مجموع دبی جرمی خروجی برابر خواهد شد با نرخ تغییرات جرم سیستم. اما دبی جرمی در واقع میزان جریان جرم عبوری از یک مقطع در واحد زمان است که واحد آن کیلوگرم بر ثانیه می باشد. دبی جرمی برابر است با حاصلضرب چگالی سیال در سرعت متوسط جریان در سطح مقطع جریان عبوری. در یک سیستم پایا، یعنی سیستمی که مشخصات آن با زمان تغییر نکند، نرخ تغییرات جرم سیستم هم برابر با صفر خواهد شد و مجموع دبی جرمی ورودی با مجموع دبی جرمی خروجی برابر می شود. در صورتی که یک جریان ورودی و یک جریان خروجی داشته باشیم دبی جرمی ورودی با دبی جرمی خروجی برابر است.
در برخی مسائل از دبی حجمی استفاده می شود، که برابر با حاصلضرب سرعت متوسط در سطح مقطع جریان عبوری است. چون برای جریان های تراکم پذیر، چگالی تغییر می کند، بقای دبی حجمی لزوماً برقرار نیست. مثلاً برای یک کمپرسور مطمئناً چگالی جریان ورودی با خروجی برابر نیست و متعاقباً دبی حجمی ورودی با خروجی مساوی نیستند ولی حتماً بقای جرم برقرار هست. ولی برای مواد تراکم ناپذیر می توان مشابه قانون بقای جرم، قانون بقای دبی حجمی هم داشت.
(۴۰۲۰)
یک دیدگاه