หลักการสำคัญประการหนึ่งในการศึกษาสถิตยศาสตร์และพลศาสตร์ โดยเฉพาะอย่างยิ่งในของเหลว คือการอนุรักษ์มวล หลักการนี้ระบุว่ามวลไม่ได้ถูกสร้างหรือถูกทำลาย ในการวิเคราะห์ทางวิศวกรรม ปริมาณของสสารภายในปริมาตรที่กำหนดไว้ล่วงหน้า ซึ่งบางครั้งเรียกว่าปริมาตรควบคุม จะยังคงที่ตามผลของหลักการนี้ มวลฟลักซ์คือการวัดปริมาณของมวลที่ผ่านเข้าหรือออกจากปริมาตรควบคุม สมการควบคุมสำหรับการคำนวณฟลักซ์มวลคือสมการความต่อเนื่อง
กำหนดระดับเสียงควบคุม ตัวอย่างเช่น ปริมาณการควบคุมทั่วไปในวิศวกรรมการบินคือส่วนการทดสอบในอุโมงค์ลม โดยปกติแล้วจะเป็นท่อตัดขวางรูปสี่เหลี่ยมผืนผ้าหรือวงกลมที่ค่อยๆ ลดลงจากพื้นที่ขนาดใหญ่เป็นพื้นที่ที่เล็กกว่า อีกชื่อหนึ่งสำหรับระดับเสียงควบคุมประเภทนี้คือหัวฉีด
กำหนดพื้นที่หน้าตัดที่คุณกำลังวัดฟลักซ์มวลผ่าน การคำนวณจะง่ายขึ้นหากเวกเตอร์ความเร็วที่ผ่านนั้นตั้งฉากกับพื้นที่ แต่ไม่จำเป็น สำหรับหัวฉีด พื้นที่หน้าตัดมักจะเป็นทางเข้าหรือทางออก
กำหนดความเร็วของการไหลผ่านพื้นที่หน้าตัด หากเวกเตอร์ความเร็วตั้งฉาก เช่นเดียวกับในหัวฉีด คุณจะต้องหาขนาดของเวกเตอร์เท่านั้น
เวกเตอร์ R = (r1) i + (r2) j + (r3) k ขนาด R = sqrt (r1^2 + r2^2 + r3^2)
กำหนดความหนาแน่นของการไหลของมวลที่พื้นที่หน้าตัด หากการไหลไม่สามารถบีบอัดได้ ความหนาแน่นจะคงที่ตลอด หากคุณยังไม่มีความหนาแน่นที่พร้อมใช้งาน ดังที่เป็นปัญหาทั่วไปในเชิงทฤษฎี คุณอาจต้องใช้ห้องปฏิบัติการบางอย่าง อุปกรณ์ต่างๆ เช่น เทอร์โมคัปเปิลหรือหลอดพิโททเพื่อวัดอุณหภูมิ (T) และความดัน (p) ณ จุดที่ต้องการวัด ฟลักซ์ของมวล จากนั้นคุณสามารถคำนวณความหนาแน่น (rho) โดยใช้สมการก๊าซที่สมบูรณ์แบบ:
p = (โร) RT
โดยที่ R คือค่าคงที่ก๊าซที่สมบูรณ์แบบซึ่งจำเพาะต่อวัสดุไหล
ใช้สมการความต่อเนื่องในการคำนวณฟลักซ์มวลที่พื้นผิว สมการความต่อเนื่องมาจากหลักการอนุรักษ์มวลและโดยทั่วไปจะได้รับเป็น:
ฟลักซ์ = (โร) * A * V
โดยที่ "โร" คือความหนาแน่น "A" คือพื้นที่หน้าตัด และ "V" คือความเร็วที่พื้นผิวที่กำลังวัด ตัวอย่างเช่น หากคุณมีหัวฉีดที่มีทางเข้าเป็นวงกลมที่มีรัศมี 3 ฟุต A = pi * r^2 = 3.14159 * 3^2 = 28.27 ตารางฟุต หากการไหลเดินทางด้วยความเร็ว 12 ฟุต/วินาที และคุณกำหนดความหนาแน่นเป็น 0.0024 ทาก/ฟุต^3 ฟลักซ์มวลคือ:
0.0024 * 28.7 * 12 = 4132.8 ทาก/วินาที