Viens no pamatprincipiem statikas un dinamikas izpētē, īpaši šķidrumos, ir masas saglabāšana. Šis princips nosaka, ka masa netiek ne radīta, ne iznīcināta. Inženiertehniskajā analīzē vielas daudzums iepriekš noteiktā tilpumā, ko dažreiz sauc par kontroles tilpumu, šī principa rezultātā paliek nemainīgs. Masas plūsma ir masas daudzuma mērīšana, kas iet kontrolkontrolā vai ārpus tā. Masas plūsmas aprēķināšanas vadošais vienādojums ir nepārtrauktības vienādojums.
Definējiet vadības tilpumu. Piemēram, kopīgs vadības tilpums aeronautikas inženierijā ir vēja tuneļa testa posms. Parasti tas ir vai nu taisnstūra, vai apaļa šķērsgriezuma kanāls, kas pakāpeniski samazinās no lielāka laukuma uz mazāku. Vēl viens šāda veida vadības tilpuma nosaukums ir sprausla.
Nosakiet šķērsgriezuma laukumu, caur kuru mērāt masas plūsmu. Aprēķinus ir vieglāk veikt, ja ātruma vektori, kas iet cauri, ir perpendikulāri laukumam, bet tas nav nepieciešams. Sprauslai šķērsgriezuma laukums parasti ir ieplūde vai izeja.
Nosakiet plūsmas ātrumu, kas iet caur šķērsgriezuma laukumu. Ja ātruma vektors ir perpendikulārs, tāpat kā sprauslā, jums jāņem tikai vektora lielums.
vektors R = (r1) i + (r2) j + (r3) k lielums R = sqrt (r1 ^ 2 + r2 ^ 2 + r3 ^ 2)
Nosakiet masas plūsmas blīvumu šķērsgriezuma laukumā. Ja plūsma nav saspiežama, blīvums visā garumā būs nemainīgs. Ja jums vēl nav pieejams blīvums, kā tas ir izplatīts teorētiskās problēmās, jums, iespējams, būs jāizmanto noteikta laboratorija aprīkojums, piemēram, termopāri vai pito caurules temperatūras (T) un spiediena (p) mērīšanai vietā, kuru vēlaties izmērīt masas plūsma. Tad jūs varat aprēķināt blīvumu (rho), izmantojot perfektu gāzes vienādojumu:
p = (rho) RT
kur R ir perfekta gāzes konstante, kas raksturīga plūsmas materiālam.
Izmantojiet nepārtrauktības vienādojumu, lai aprēķinātu masas plūsmu uz virsmas. Nepārtrauktības vienādojums izriet no masas saglabāšanas principa un parasti tiek norādīts kā:
plūsma = (rho) * A * V
Kur "rho" ir blīvums, "A" ir šķērsgriezuma laukums un "V" ir ātrums mērāmajā virsmā. Piemēram, ja jums bija sprausla ar apļveida ieplūdi ar 3 pēdu rādiusu, A = pi * r ^ 2 = 3,14159 * 3 ^ 2 = 28,27 kvadrātpēdas. Ja plūsma virzās ar ātrumu 12 pēdas / s un blīvums ir 0,0024 slug / ft ^ 3, tad masas plūsma ir:
0,0024 * 28,7 * 12 = 4132,8 lodes / s