En av de främsta principerna i studiet av statik och dynamik, särskilt i vätskor, är bevarande av massa. Denna princip säger att massa varken skapas eller förstörs. Vid teknisk analys förblir mängden materia i en förutbestämd volym, som ibland kallas en kontrollvolym, konstant som ett resultat av denna princip. Massflöde är mätningen av mängden massa som passerar in eller ut ur kontrollvolymen. Den reglerande ekvationen för beräkning av massflöde är kontinuitetsekvationen.
Definiera kontrollvolymen. En vanlig kontrollvolym inom luftfartstekniken är till exempel en testdel för vindtunnlar. Detta är vanligtvis antingen en rektangulär eller cirkulär tvärsnittskanal som gradvis minskar från ett större område till ett mindre. Ett annat namn för denna typ av kontrollvolym är ett munstycke.
Bestäm tvärsnittsområdet du mäter massflödet igenom. Beräkningarna är lättare om hastighetsvektorer som passerar är vinkelräta mot området, men detta krävs inte. För ett munstycke är tvärsnittsområdet vanligtvis inloppet eller utloppet.
Bestäm hastigheten på flödet som passerar genom tvärsnittsområdet. Om hastighetsvektorn är vinkelrätt, som i ett munstycke, behöver du bara ta storleken på vektorn.
vektor R = (r1) i + (r2) j + (r3) k magnitude R = sqrt (r1 ^ 2 + r2 ^ 2 + r3 ^ 2)
Bestäm massans flödesdensitet vid tvärsnittsområdet. Om flödet är inkomprimerbart kommer densiteten att vara konstant hela tiden. Om du inte redan har den tillgängliga tätheten, vilket är vanligt i teoretiska problem, kan du behöva använda viss laboratorieutrustning såsom termoelement eller pitotrör för att mäta temperaturen (T) och trycket (p) vid den punkt du vill mäta massan flöde. Sedan kan du beräkna densiteten (rho) med hjälp av den perfekta gasekvationen:
p = (rho) RT
där R är den perfekta gaskonstanten som är specifik för flödesmaterialet.
Använd kontinuitetsekvationen för att beräkna massflödet vid ytan. Kontinuitetsekvationen kommer från principen om bevarande av massa och ges vanligtvis som:
flöde = (rho) * A * V
Där "rho" är densitet är "A" tvärsnittsarea och "V" är hastighet vid ytan som mäts. Om du till exempel hade ett munstycke med ett cirkulärt inlopp med en radie på 3 fot, A = pi * r ^ 2 = 3.14159 * 3 ^ 2 = 28,27 kvadratfot. Om flödet rör sig vid 12 ft / s och du bestämmer densiteten till 0,0024 sniglar / ft ^ 3, är massflödet:
0,0024 * 28,7 * 12 = 4132,8 sniglar / s