Det korta svaret är: Nej. Man kan inte beräkna inloppsmassflödet baserat på hastigheten ensam. Men för att "veta" hastigheten ($ v $) skulle du troligen ha mätt allt du behöver (se nedan).
Din förvirring med avseende på inlopps- och utloppsmassflödet kan baseras på det faktum att intaget inte "samlar" allt luft uppströms beroende på flyghastigheten.
Nyckeln är inte att tänka på det geometriska området av intaget men området av strömröret runt luften kommer in i intaget.
Hastigheten uppströms intaget är inte lika med lufthastigheten (subsonisk flygning) eftersom det potentiella fältet för intaget retarderar (eller accelererar) flödet uppströms intaget och expanderar (eller kontrakt) strömröret (från Wikipedia ):
För att beräkna massflödet måste vi bestämma luftens hastighet och egenskaper.
(observera att lufthastigheten ($ u $) vid intaget inte är lika med free-stream-spped ($ v $))
Vanligtvis är de uppmätta egenskaperna:
- Totaltryck, $ p_ \ mathrm {t} $ ( Pitotrör )
- Statiskt tryck, $ p_ \ mathrm {s} $ ( Statisk tryckport )
- Totalt Temperauter, $ T_ \ mathrm {t} $ ( info , examples )
- Relativ luftfuktighet, $ \ varphi $ (för enkelhet som inte används nedan. Fuktighet ändrar värmekapacitet )
Följande ekvationer används för att beräkna massflödet ($ \ punkt {m} $). Förenklingar görs vanligen för långsamma hastigheter i onödan med undantag för ett 5% fel. Följande tillvägagångssätt använder inte dessa förenklingar.
Ekvationen som måste lösas i slutet är:
$ \ dot {m} = A \ cdot \ rho \ cdot u $
Försumma blockeringseffekter och ojämnheter, densiteten ($ \ rho $) och hastigheten vid inloppet ($ u $) är okända och måste härledas från de uppmätta värdena.
Första Mach-numret beräknas genom att följa följande ekvation (se Nasa) för Mach-numret, $ M $:
$ \ frac {p_ \ mathrm {s}} {p_ \ mathrm {t}} = \ vänster (1 + \ frac {\ gamma - 1} {2} M ^ 2 \ right) ^ {\ frac { \ gamma} {\ gamma-1}} $
Här är $ \ gamma $ den isentropiska koefficienten som ligger runt $ 1,4 $ för luft beroende på luftfuktigheten.
Andra , med Mach-talet, $ M $, kan vi använda en annan isentropisk relation för att beräkna statisk temperatur, $ T_ \ mathrm {s} $:
$ \ frac {T_ \ mathrm {s}} {T_ \ mathrm {t}} = \ vänster (1 + \ frac {\ gamma - 1} {2} M ^ 2 \ höger) ^ {- 1} $
Tredje , med hjälp av idealgaslagen kan densiteten ($ \ rho $) beräknas:
$ \ rho = \ frac {p_ \ mathrm {s}} {RT_ \ mathrm {s}} $
Här är $ R $ Specifikt gas konstant .
Framåt , genom att använda ekvationen för ljudhastighet , $ a $
$ a = \ sqrt {\ gamma R T_ \ mathrm {s}} $
Slutligen Femte , med hjälp av definitionen av Mach-numret, $ M $, kan lufthastigheten ($ u $) beräknas:
$ M = \ frac {u} {a} $
Nu är alla saknade värden tillgängliga för att beräkna massflödet. Detta tillvägagångssätt kan enkelt utökas för att täcka fuktig luft genom att justera $ R $ och $ \ gamma $ med hänsyn till relativ fuktighet.
Som nämnts i andra svar: Inflamensen av ojämnhet i flödet orsakat av gränsskikt eller inloppsförvrängningar (t ex inloppsledning) måste korrigeras med hjälp av en kalibrering.