有限制御体積における質量保存

連続方程式は、システム内の質量が一定に保たれるという原理から導き出されます。

流体の動きを解析するために、固定された制御ボリューム内の質量を観察し、制御面内と制御面を横切る質量を考慮します。

質量の総変化には、制御体積内に質量が蓄積する速度と、制御表面を質量が流れる速度が含まれます。

定常流では、密度を含むすべてのフィールドプロパティが時間とともに一定に保たれ、制御ボリューム内の質量は変化しません。

制御面での流体の速度と密度によって正味の質量流量が決定され、ボリュームに出入りする質量のバランスをとる必要があります。

制御ボリュームと制御サーフェスの質量を積分することにより、連続方程式の一般的な形式が導出され、これは定常流れと非定常流れの両方に適用されます。

エンジニアは、パイプシステムの速度と断面積の関係を利用して、パイプの直径が変化したときに流量が一定に保たれるようにします。

この方法により、最適な排水設計が可能になり、都市の洪水を防ぎ、変動する流量を効果的に管理できます。