Um dos princípios básicos no estudo de estática e dinâmica, particularmente em fluidos, é a conservação da massa. Este princípio afirma que a massa não é criada nem destruída. Na análise de engenharia, a quantidade de matéria dentro de um volume predeterminado, que às vezes é chamado de volume de controle, permanece constante como resultado desse princípio. O fluxo de massa é a medida da quantidade de massa que passa dentro ou fora do volume de controle. A equação governante para o cálculo do fluxo de massa é a equação de continuidade.

Defina o volume de controle. Por exemplo, um volume de controle comum na engenharia aeronáutica é uma seção de teste de túnel de vento. Isso geralmente é um duto de seção transversal retangular ou circular que gradualmente diminui de uma área maior para uma menor. Outro nome para este tipo de volume de controle é um bocal.

Determine a área da seção transversal na qual você está medindo o fluxo de massa. Os cálculos são mais fáceis se os vetores de velocidade que passam são perpendiculares à área, mas isso não é necessário. Para um bocal, a área da seção transversal é geralmente a entrada ou a saída.

Determine a velocidade do fluxo passando pela área da seção transversal. Se o vetor de velocidade é perpendicular, como em um bocal, você só precisa obter a magnitude do vetor.

vetor R = (r1) i + (r2) j + (r3) k magnitude R = sqrt (r1 ^ 2 + r2 ^ 2 + r3 ^ 2)

Determine a densidade do fluxo de massa na área da seção transversal. Se o fluxo for incompressível, a densidade será constante durante todo o processo. Se você ainda não tiver a densidade disponível, como é comum em problemas teóricos, pode ser necessário usar certos equipamentos de laboratório, como termopares ou tubos pitot para medir a temperatura (T) e a pressão (p) no ponto desejado. medir o fluxo de massa. Então você pode calcular a densidade (rho) usando a equação de gás perfeita:

p = (rho) RT

onde R é a constante de gás perfeita específica para o material de fluxo.

Use a equação de continuidade para calcular o fluxo de massa na superfície. A equação de continuidade vem do princípio de conservação de massa e é tipicamente dada como:

fluxo = (rho) * A * V

Onde "rho" é densidade, "A" é cruzado área seccional, e "V" é a velocidade na superfície a ser medida. Por exemplo, se você tivesse um bocal com uma entrada circular com um raio de 3 pés, A = pi * r ^ 2 = 3,14159 * 3 ^ 2 = 28,27 pés quadrados. Se o fluxo estiver viajando a 12 pés /s e você determinar que a densidade seja 0,0024 lesmas /ft ^ 3, então o fluxo de massa é:

0,0024 * 28,7 * 12 = 4132,8 lesmas /s