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输入计算

数学公式

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结果

质量流量
100
kg/s
体积流量(A × V) 0.1 m³/s
公式 ṁ = ρ × A × V

什么是质量流量?

质量流量(ṁ,读作"m 点")是指单位时间内通过某一横截面的流体质量,单位为千克每秒(kg/s)。它是流体力学、热力学、暖通空调(HVAC)设计、管道系统以及火箭推进中的一个基本物理量。本计算器基于连续性关系式 \(\dot{m} = \rho \cdot A \cdot V\),帮你算出每秒钟有多少质量的流体流过管道或风道。

如何使用本计算器

只需输入三个数值:流体密度 \(\rho\)(千克每立方米)、管道或风道的横截面积 \(A\)(平方米),以及平均流速 \(V\)(米每秒)。计算器会将三者相乘,得出以 kg/s 为单位的质量流量;同时还会附带给出体积流量(\(Q = A \cdot V\)),单位为 m³/s。

公式详解

核心方程为 $$\dot{m} = \rho \cdot A \cdot V$$ 密度 \(\rho\) 表示每立方米流体所含的质量;乘积 \(A \cdot V\) 表示每秒钟流过某一点的流体体积,也就是体积流量 \(Q\)。把"每秒体积"乘以"单位体积质量",自然就得到"每秒质量"。对于不可压缩的稳定流动,这一乘积沿流线保持守恒,这正是连续性方程的基础。

流体流过圆形管道横截面,标示出截面积 A、流速 V 和密度 rho
质量流量取决于流体密度(\(\rho\))、管道横截面积(\(A\))和流速(\(V\))。

实例计算

水(\(\rho = 1000 \text{ kg/m}^3\))以 2 m/s 的速度流过一根横截面积为 0.05 m² 的管道。则 $$\dot{m} = 1000 \times 0.05 \times 2 = 100 \text{ kg/s}$$ 体积流量为 $$Q = 0.05 \times 2 = 0.1 \text{ m}^3\text{/s}$$ 也就是说,每秒钟有 100 千克水流过这根管道。

常见问题

应该用什么单位?建议统一使用国际单位制(SI)——密度用 kg/m³、面积用 m²、流速用 m/s,这样得到的质量流量单位就是 kg/s。

圆管的横截面积怎么算?用 \(A = \pi \cdot r^2\),其中 \(r\) 是管道内半径(米)。如果已知管道直径 \(d\),则 \(A = \pi \cdot d^2 / 4\)。

气体能用这个公式吗?可以,前提是采用对应温度和压力下的气体密度。对于可压缩流动,密度会沿流动方向变化,因此应取所关注横截面处的当地密度值。

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