Jedným z hlavných princípov štúdia statiky a dynamiky, najmä v tekutinách, je zachovanie hmoty. Tento princíp hovorí, že masa nie je stvorená ani zničená. V technickej analýze zostáva množstvo hmoty vo vnútri vopred stanoveného objemu, ktorý sa niekedy nazýva kontrolný objem, v dôsledku tohto princípu konštantné. Hmotnostný tok je meranie množstva hmoty, ktoré prechádza do regulačného objemu alebo z neho. Riadiaca rovnica na výpočet hmotnostného toku je rovnica kontinuity.
Definujte hlasitosť ovládania. Napríklad bežným kontrolným objemom v leteckom inžinierstve je skúšobná časť aerodynamického tunela. Toto je obvykle buď obdĺžnikový alebo kruhový prierezový kanál, ktorý sa postupne zmenšuje z väčšej oblasti na menšiu. Iným názvom tohto typu kontrolného objemu je dýza.
Určite plochu prierezu, ktorým meriate hmotnostný tok. Výpočty sú jednoduchšie, ak vektory prechádzajúcimi rýchlosťou sú kolmé na plochu, ale to sa nevyžaduje. Pri dýze je plocha prierezu obvykle vstup alebo výstup.
Určite rýchlosť toku prechádzajúceho cez plochu prierezu. Ak je vektor rýchlosti kolmý, napríklad v dýze, stačí vziať veľkosť vektora.
vektor R = (r1) i + (r2) j + (r3) k veľkosť R = sqrt (r1 ^ 2 + r2 ^ 2 + r3 ^ 2)
Stanovte hustotu hmotnostného toku v oblasti prierezu. Ak je prietok nestlačiteľný, hustota bude v celom priebehu konštantná. Ak už nemáte k dispozícii hustotu, ako je bežné v teoretických problémoch, možno budete musieť na meranie teploty (T) a tlaku (p) v bode, v ktorom chcete merať hmotu, použiť určité laboratórne vybavenie, ako sú termočlánky alebo Pitotove trubice. flux. Potom môžete vypočítať hustotu (rho) pomocou perfektnej plynovej rovnice:
p = (rho) RT
kde R je dokonalá plynová konštanta špecifická pre prúdený materiál.
Na výpočet hmotnostného toku na povrchu použite rovnicu kontinuity. Rovnica kontinuity vychádza zo zásady zachovania hmoty a je zvyčajne daná ako:
tok = (rho) * A * V
Ak je „rho“ hustota, „A“ je plocha prierezu a „V“ je rýchlosť na meranom povrchu. Napríklad, ak ste mali dýzu s kruhovým vstupom s polomerom 3 stopy, A = pi * r ^ 2 = 3,14159 * 3 ^ 2 = 28,27 štvorcových stôp. Ak prietok prechádza rýchlosťou 12 ft / sa stanovíte hustotu na 0,0024 slug / ft ^ 3, potom je hmotnostný tok:
0,0024 * 28,7 * 12 = 4132,8 slug / s