Uno dei principi primari nello studio della statica e della dinamica, in particolare nei fluidi, è la conservazione della massa. Questo principio afferma che la massa non è né creata né distrutta. Nell'analisi ingegneristica, la quantità di materia all'interno di un volume predeterminato, che a volte viene chiamato volume di controllo, rimane costante come risultato di questo principio. Il flusso di massa è la misura della quantità di massa che passa dentro o fuori dal volume di controllo. L'equazione governativa per calcolare il flusso di massa è l'equazione di continuità.

Definire il volume di controllo. Ad esempio, un volume di controllo comune nell'ingegneria aeronautica è una sezione di prova in galleria del vento. Questo di solito è un condotto rettangolare o circolare a sezione trasversale che diminuisce gradualmente da un'area più grande a una più piccola. Un altro nome per questo tipo di volume di controllo è un ugello.

Determina l'area della sezione trasversale che stai misurando attraverso il flusso di massa. I calcoli sono più facili se i vettori di velocità che passano sono perpendicolari all'area, ma questo non è richiesto. Per un ugello, l'area della sezione trasversale è solitamente l'ingresso o l'uscita.

Determina la velocità del flusso che passa attraverso l'area della sezione trasversale. Se il vettore di velocità è perpendicolare, come in un ugello, devi solo prendere la grandezza del vettore.

vector R = (r1) i + (r2) j + (r3) k magnitudine R = sqrt (r1 ^ 2 + r2 ^ 2 + r3 ^ 2)

Determina la densità del flusso di massa nell'area della sezione trasversale. Se il flusso è incomprimibile, la densità sarà costante per tutto il tempo. Se non si dispone già della densità disponibile, come è comune nei problemi teorici, potrebbe essere necessario utilizzare determinati strumenti di laboratorio come termocoppie o tubi di Pitot per misurare la temperatura (T) e la pressione (p) nel punto in cui si desidera misurare il flusso di massa. Quindi è possibile calcolare la densità (rho) utilizzando l'equazione del gas perfetto:

p = (rho) RT

dove R è la costante di gas perfetta specifica per il materiale del flusso.

Usa l'equazione di continuità per calcolare il flusso di massa sulla superficie. L'equazione di continuità deriva dal principio di conservazione della massa e viene tipicamente indicata come:

flux = (rho) * A * V

Dove "rho" è densità, "A" è incrociato area sezionale, e "V" è la velocità sulla superficie da misurare. Ad esempio, se si dispone di un ugello con un'apertura circolare con un raggio di 3 piedi, A = pi * r ^ 2 = 3,14159 * 3 ^ 2 = 28,27 piedi quadrati. Se il flusso sta viaggiando a 12 ft /se si determina che la densità sia 0,0024 lumache /ft ^ 3, allora il flusso di massa è:

0,0024 * 28,7 * 12 = 4132,8 lumache /s