En mecánica de fluidos consideramos un fluido que llena una región junto con una función llamada densidad de masa tal que para cualquier subvariedad dimensional la masa total de fluido en es
Eso está bien, también tenemos el campo de velocidad espacial del fluido, es decir es la velocidad de la partícula de fluido en el punto y tiempo . Suponer es el límite de y eso es la unidad normal, entonces
es el "caudal volumétrico por unidad de área" y es el "caudal másico por unidad de área"
Ahora simplemente no puedo entender por qué. Parece que durante muchos años la gente dice eso para cualquier campo vectorial y cualquier superficie con normal el producto escalar de estos es el flujo del campo por unidad de área. Esto ya es difícil de tragar, y nunca lo entendí realmente. ¿Cómo entendemos esto en el contexto de la mecánica de fluidos?
Se puede demostrar a través de un análisis dimensional simple. Lo sabemos , así que solo multiplique por 1 en términos de un área:
Dado que los flujos son generalmente tridimensionales, estamos interesados en cuánto fluido (ya sea en términos de volumen o masa) pasa a través de una superficie (área) arbitraria en alguna unidad de tiempo.
Podría expresar el caudal como una velocidad. Pero si desea tener una medida rápida de cuánto material fluye a través de (por ejemplo) una tubería, necesita saber tanto la velocidad como el área: un diagrama rápido le muestra que velocidad x área = volumen que pasa a través del área por unidad de tiempo
Así que si
Entonces se sigue que
y esas son las unidades que ves...