Wat is Massadebiet en volumedebiet? — Natuurkunde

Definitie 2.7 Universitaire natuurkunde — jaar 2 · Hoofdstuk 2 — Kinematica van fluïda

Het massadebiet door een georiënteerd oppervlak $S$ is de massa die er per tijdseenheid doorheen gaat, $D_m = \sum\rho\,\vect v\cdot\vect n\,\dd S$ — de flux van de massastroomdichtheid $\vect j = \rho\vect v$ (eenheid $\mathrm{kg}\,\mathrm{m}^{-2}\,\mathrm{s}^{-1}$ ); het volumedebiet is $D_V = \sum\vect v \cdot\vect n\,\dd S$ ( $\mathrm{m}^{3}/\mathrm{s}$ ). Voor een uniforme snelheid loodrecht op een vlakke doorsnede met oppervlakte $S$ is $D_m = \rho vS$ en $D_V = vS$ .

Links: de massabalans van een vast blokje — de netto uitstroom door zijn zes zijvlakken, per volume-eenheid, is de divergentie van v. Rechts: in een stationaire stroming is het massadebiet door elke doorsnede van een stroombuis hetzelfde. — Links: de massabalans van een vast blokje — de netto uitstroom door zijn zes zijvlakken, per volume-eenheid, is de divergentie van $\rho\vect v$ . Rechts: in een stationaire stroming is het massadebiet door elke doorsnede van een stroombuis hetzelfde.

Voorbeelden

Voorbeeld 2.11 (Bloed)

De aorta (doorsnede $2.5\,\mathrm{cm}^{2}$ ) voert $5\,\mathrm{L}/\mathrm{min}$ $= 83\,\mathrm{cm}^{3}/\mathrm{s}$ : $v = 33\,\mathrm{cm}/\mathrm{s}$ . Datzelfde debiet gaat door ongeveer $10^{10}$ haarvaten met een totale doorsnede van zo’n $2500\,\mathrm{cm}^{2}$ : $v = 0.3\,\mathrm{mm}/\mathrm{s}$ — traag genoeg voor uitwisseling door de wanden, wat het doel van de vertakking is.

Lees in het hoofdstuk →