Jedním z hlavních principů při studiu statiky a dynamiky, zejména v kapalinách, je zachování hmoty. Tento princip říká, že hmota není ani vytvořena, ani zničena. V inženýrské analýze zůstává množství hmoty uvnitř předem určeného objemu, kterému se někdy říká kontrolní objem, v důsledku tohoto principu konstantní. Hmotnostní tok je měření množství hmoty procházející dovnitř nebo ven z kontrolního objemu. Řídící rovnicí pro výpočet hmotnostního toku je rovnice kontinuity.
Definujte ovládací hlasitost. Například běžným regulačním objemem v leteckém inženýrství je testovací sekce v aerodynamickém tunelu. Obvykle se jedná o potrubí obdélníkového nebo kruhového průřezu, které se postupně zmenšuje z větší plochy na menší. Jiný název pro tento typ regulačního objemu je tryska.
Určete průřezovou plochu, kterou měříte hmotnostní tok. Výpočty jsou snazší, pokud procházející vektory rychlosti jsou kolmé na oblast, ale není to nutné. U trysky je průřezovou plochou obvykle vstup nebo výstup.
Určete rychlost proudění procházejícího průřezem. Pokud je vektor rychlosti kolmý, jako v trysce, stačí vzít velikost vektoru.
vektor R = (r1) i + (r2) j + (r3) k velikost R = sqrt (r1 ^ 2 + r2 ^ 2 + r3 ^ 2)
Určete hustotu hmotnostního toku v oblasti průřezu. Pokud je tok nestlačitelný, bude hustota po celou dobu konstantní. Pokud hustotu ještě nemáte k dispozici, jak je běžné v teoretických problémech, možná budete muset použít určitou laboratoř zařízení jako termočlánky nebo Pitotovy trubice k měření teploty (T) a tlaku (p) v místě, které chcete měřit hromadný tok. Potom můžete vypočítat hustotu (rho) pomocí rovnice dokonalého plynu:
p = (rho) RT
kde R je dokonalá plynová konstanta specifická pro tok materiálu.
Pomocí rovnice kontinuity vypočítejte hmotnostní tok na povrchu. Rovnice kontinuity pochází z principu zachování hmotnosti a je obvykle uvedena jako:
tok = (rho) * A * V
Kde „rho“ je hustota, „A“ je plocha průřezu a „V“ je rychlost na měřeném povrchu. Pokud jste například měli trysku s kruhovým vstupem o poloměru 3 stopy, A = pi * r ^ 2 = 3,14159 * 3 ^ 2 = 28,27 čtverečních stop. Pokud tok letí rychlostí 12 ft / s a vy určíte hustotu na 0,0024 slimáků / ft ^ 3, pak je hmotnostní tok:
0,0024 * 28,7 * 12 = 4132,8 slimáků / s
