Özellikle akışkanlarda statik ve dinamik çalışmalarındaki temel ilkelerden biri kütlenin korunumudur. Bu ilke, kütlenin ne yaratıldığını ne de yok edilmediğini belirtir. Mühendislik analizlerinde, önceden belirlenmiş bir hacmin içindeki, bazen kontrol hacmi olarak adlandırılan madde miktarı, bu ilkenin bir sonucu olarak sabit kalır. Kütle akışı, kontrol hacmine giren veya çıkan kütle miktarının ölçümüdür. Kütle akısını hesaplamak için ana denklem süreklilik denklemidir.
Kontrol hacmini tanımlayın. Örneğin, havacılık mühendisliğinde ortak bir kontrol hacmi, bir rüzgar tüneli test bölümüdür. Bu genellikle, daha büyük bir alandan daha küçük bir alana doğru kademeli olarak azalan dikdörtgen veya dairesel kesitli bir kanaldır. Bu tür kontrol hacmi için başka bir isim bir memedir.
Kütle akışını ölçtüğünüz kesit alanını belirleyin. İçinden geçen hız vektörleri alana dik ise hesaplamalar daha kolaydır, ancak bu gerekli değildir. Bir meme için kesit alanı genellikle giriş veya çıkıştır.
Kesit alanından geçen akışın hızını belirleyin. Bir memede olduğu gibi hız vektörü dik ise, sadece vektörün büyüklüğünü almanız gerekir.
vektör R = (r1) ben + (r2) j + (r3) k büyüklük R = sqrt (r1^2 + r2^2 + r3^2)
Kesit alanındaki kütle akışının yoğunluğunu belirleyin. Akış sıkıştırılamazsa, yoğunluk boyunca sabit olacaktır. Teorik problemlerde yaygın olduğu gibi, halihazırda mevcut yoğunluğa sahip değilseniz, belirli laboratuvarları kullanmanız gerekebilir. ölçmek istediğiniz noktadaki sıcaklığı (T) ve basıncı (p) ölçmek için termokupl veya pitot tüpleri gibi ekipmanlar kütle akışı. Ardından, mükemmel gaz denklemini kullanarak yoğunluğu (rho) hesaplayabilirsiniz:
p = (rho) RT
burada R, akış malzemesine özgü mükemmel gaz sabitidir.
Yüzeydeki kütle akısını hesaplamak için süreklilik denklemini kullanın. Süreklilik denklemi, kütlenin korunumu ilkesinden gelir ve tipik olarak şu şekilde verilir:
akı = (rho) * A * V
"rho" yoğunluk, "A" kesit alanı ve "V" ölçülen yüzeydeki hızdır. Örneğin, yarıçapı 3 fit olan dairesel bir girişi olan bir memeniz varsa, A = pi * r^2 = 3.14159 * 3^2 = 28.27 fit kare. Akış 12 ft/sn hızla ilerliyorsa ve yoğunluğu 0,0024 sümüklü böcek/ft^3 olarak belirlerseniz, kütle akısı:
0,0024 * 28,7 * 12 = 4132.8 sümüklü böcek/sn