Jedným z hlavných princípov pri štúdiu statiky a dynamiky, najmä v tekutinách, je zachovanie hmotnosti. Tento princíp hovorí, že hmotnosť nie je ani tvorená, ani ničená. V inžinierskej analýze zostáva množstvo látky vo vnútri vopred určeného objemu, ktorý sa niekedy nazýva kontrolný objem, konštantným výsledkom tohto princípu. Hmotnostný tok je meranie množstva hmoty prechádzajúcej dovnútra alebo von z kontrolného objemu. Vládnucou rovnicou na výpočet hmotnostného toku je rovnica kontinuity.
Definujte ovládaciu hlasitosť. Napríklad bežným regulačným objemom v letectve je skúšobná sekcia v aerodynamickom tuneli. Zvyčajne ide o potrubie obdĺžnikového alebo kruhového prierezu, ktoré sa postupne zmenšuje z väčšej plochy na menšiu. Ďalším názvom pre tento typ regulačného objemu je dýza.
Určte prierezovú plochu, cez ktorú meriate hmotnostný tok. Výpočty sú jednoduchšie, ak vektory rýchlosti, ktoré prechádzajú, sú kolmé na plochu, ale nie je to potrebné. Pre dýzu je prierezovou plochou obvykle vstup alebo výstup.
Určte rýchlosť prúdenia prechádzajúceho cez plochu prierezu. Ak je vektor rýchlosti kolmý, podobne ako v prípade trysky, musíte vziať iba veľkosť vektora.
vektor R = (r1) i + (r2) j + (r3) k veľkosť R = sqrt (r1 ^ 2 + r2 ^ 2 + r3 ^ 2)
Určte hustotu hmotnostného toku v priereze. Ak je prietok nestlačiteľný, hustota bude po celý čas konštantná. Ak ešte nemáte k dispozícii hustotu, ako je to bežné v teoretických problémoch, možno budete musieť použiť určité laboratórium zariadenia ako termočlánky alebo Pitotove trubice na meranie teploty (T) a tlaku (p) v mieste, ktoré chcete merať hromadný tok. Potom môžete vypočítať hustotu (rho) pomocou rovnice dokonalého plynu:
p = (rho) RT
kde R je dokonalá plynová konštanta špecifická pre prúdiaci materiál.
Pomocou rovnice kontinuity vypočítajte hmotnostný tok na povrchu. Rovnica kontinuity pochádza z princípu zachovania hmotnosti a zvyčajne sa uvádza ako:
tok = (rho) * A * V
Kde „rho“ je hustota, „A“ je plocha prierezu a „V“ je rýchlosť na meranom povrchu. Napríklad, ak ste mali trysku s kruhovým vstupom s polomerom 3 stopy, A = pi * r ^ 2 = 3,14159 * 3 ^ 2 = 28,27 štvorcových stôp. Ak prietok letí rýchlosťou 12 ft / s a hustotu určíte na 0,0024 slimákov / ft ^ 3, potom je hmotnostný tok:
0,0024 * 28,7 * 12 = 4132,8 slimákov / s