אחד העקרונות העיקריים בחקר הסטטיקה והדינמיקה, במיוחד בנוזלים, הוא שימור המסה. עיקרון זה קובע כי המסה אינה נוצרת ואינה נהרסת. בניתוח הנדסי, כמות החומר בתוך נפח קבוע מראש, שלעתים מכונה נפח בקרה, נשארת קבועה כתוצאה מעיקרון זה. שטף מסה הוא מדידת כמות המסה העוברת ונפח מנפח הבקרה. משוואת השלטון לחישוב שטף המוני היא משוואת ההמשכיות.
הגדר את עוצמת השליטה. לדוגמא, נפח בקרה נפוץ בהנדסת אווירונאוטיקה הוא קטע בדיקת מנהרות רוח. לרוב מדובר בצינור חתך מלבני או מעגלי היורד בהדרגה מאזור גדול יותר לקטן יותר. שם נוסף לסוג זה של נפח בקרה הוא זרבובית.
קבע את שטח החתך שבו אתה מודד את שטף המסה דרכו. החישובים קלים יותר אם וקטורי המהירות העוברים בניצב לשטח, אך זה לא נדרש. עבור זרבובית, שטח החתך הוא בדרך כלל הכניסה או היציאה.
קבע את מהירות הזרימה העוברת באזור חתך הרוחב. אם וקטור המהירות מאונך, כמו בזרבובית, אתה רק צריך לקחת את גודל הווקטור.
וקטור R = (r1) i + (r2) j + (r3) k גודל R = sqrt (r1 ^ 2 + r2 ^ 2 + r3 ^ 2)
קבע את צפיפות זרימת המסה באזור החתך. אם הזרימה אינה דחיסה, הצפיפות תהיה קבועה לאורך כל הדרך. אם עדיין אין לך את הצפיפות הזמינה, כמקובל בבעיות תיאורטיות, ייתכן שתצטרך להשתמש במעבדה מסוימת ציוד כגון צמדים תרמיים או צינורות פיטו למדידת הטמפרטורה (T) והלחץ (p) בנקודה שרוצים למדוד שטף המוני. אז אתה יכול לחשב את הצפיפות (rho) באמצעות משוואת הגז המושלמת:
p = (rho) RT
כאשר R הוא קבוע הגז המושלם הספציפי לחומר הזרימה.
השתמש במשוואת המשכיות כדי לחשב את שטף המסה על פני השטח. משוואת המשכיות נובעת מעקרון שימור המסה וניתנת בדרך כלל כ:
שטף = (rho) * A * V
כאשר "rho" הוא צפיפות, "A" הוא שטח חתך, ו- V הוא מהירות על פני השטח הנמדד. לדוגמא, אם היה לך זרבובית עם כניסה עגולה ברדיוס של 3 מטר, A = pi * r ^ 2 = 3.14159 * 3 ^ 2 = 28.27 מטרים רבועים. אם הזרימה עוברת ב 12 ft / s ואתה קובע את הצפיפות להיות 0.0024 שבלולים / ft ^ 3, אז שטף המסה הוא:
0.0024 * 28.7 * 12 = 4132.8 שבלולים / שניות