L'un des principes fondamentaux de l'étude de la statique et de la dynamique, en particulier dans les fluides, est la conservation de la masse. Ce principe stipule que la masse n'est ni créée ni détruite. Dans l'analyse technique, la quantité de matière à l'intérieur d'un volume prédéterminé, qui est parfois appelé volume de contrôle, reste constante en raison de ce principe. Le flux massique est la mesure de la quantité de masse entrant ou sortant du volume de contrôle. L'équation qui régit le calcul du flux massique est l'équation de continuité.
Définir le volume de contrôle. Par exemple, un volume de contrôle courant en génie aéronautique est une section d'essai en soufflerie. Il s'agit généralement d'un conduit de section transversale rectangulaire ou circulaire qui diminue progressivement d'une zone plus grande à une plus petite. Un autre nom pour ce type de volume de contrôle est une buse.
Déterminez la section transversale à travers laquelle vous mesurez le flux massique. Les calculs sont plus faciles si les vecteurs vitesse traversant sont perpendiculaires à la zone, mais ce n'est pas obligatoire. Pour une buse, la section transversale est généralement l'entrée ou la sortie.
Déterminer la vitesse de l'écoulement traversant la section transversale. Si le vecteur vitesse est perpendiculaire, comme dans une tuyère, il suffit de prendre la magnitude du vecteur.
vecteur R = (r1) i + (r2) j + (r3) k magnitude R = sqrt (r1^2 + r2^2 + r3^2)
Déterminer la densité du débit massique au niveau de la section transversale. Si l'écoulement est incompressible, la densité sera constante partout. Si vous n'avez pas encore la densité disponible, comme c'est souvent le cas dans les problèmes théoriques, vous devrez peut-être utiliser certains laboratoires des équipements tels que des thermocouples ou des tubes de Pitot pour mesurer la température (T) et la pression (p) au point que vous souhaitez mesurer flux de masse. Ensuite, vous pouvez calculer la densité (rho) en utilisant l'équation des gaz parfaits :
p = (rho) RT
où R est la constante de gaz parfait spécifique au matériau en écoulement.
Utilisez l'équation de continuité pour calculer le flux massique à la surface. L'équation de continuité vient du principe de conservation de la masse et est typiquement donnée par :
flux = (rho) * A * V
Où "rho" est la densité, "A" est la section transversale et "V" est la vitesse à la surface mesurée. Par exemple, si vous aviez une buse avec une entrée circulaire avec un rayon de 3 pieds, A = pi * r^2 = 3,14159 * 3^2 = 28,27 pieds carrés. Si le flux se déplace à 12 pi/s et que vous déterminez que la densité est de 0,0024 limaces/pi^3, alors le flux massique est :
0,0024 * 28,7 * 12 = 4132,8 limaces/s