L'un des principes fondamentaux dans l'étude de la statique et de la dynamique, en particulier dans les fluides, est la conservation de la masse. Ce principe stipule que la masse n'est ni créée ni détruite. Dans l'analyse technique, la quantité de matière à l'intérieur d'un volume prédéterminé, que l'on appelle parfois un volume de contrôle, reste constante grâce à ce principe. Le flux de masse est la mesure de la quantité de masse passant dans ou hors du volume de contrôle. L'équation qui régit le calcul du flux massique est l'équation de continuité.

Définit le volume de contrôle. Par exemple, un volume de contrôle commun en ingénierie aéronautique est une section d'essai en soufflerie. Il s'agit généralement d'un conduit de section rectangulaire ou circulaire qui diminue progressivement d'une zone plus grande à une plus petite. Un autre nom pour ce type de volume de contrôle est une buse.

Déterminez la section transversale dans laquelle vous mesurez le flux massique. Les calculs sont plus faciles si les vecteurs de vitesse traversant sont perpendiculaires à la zone, mais cela n'est pas nécessaire. Pour une buse, la section transversale est généralement l'entrée ou la sortie.

Déterminer la vitesse du flux traversant la section transversale. Si le vecteur vitesse est perpendiculaire, comme dans une tuyère, il suffit de prendre la grandeur du vecteur.

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

Déterminer la densité du débit massique dans la section transversale. Si le flux est incompressible, la densité sera constante tout au long. Si vous n'avez pas déjà la densité disponible, comme cela est courant dans les problèmes théoriques, vous devrez peut-être utiliser certains équipements de laboratoire tels que des thermocouples ou des tubes de Pitot pour mesurer la température (T) et la pression (p) mesurer le flux de masse. Ensuite, vous pouvez calculer la densité (rho) en utilisant l'équation de gaz parfaite:

p = (rho) RT

où R est la constante de gaz parfaite spécifique au matériau d'écoulement.

Utilisez l'équation de continuité pour calculer le flux de masse à la surface. L'équation de continuité vient du principe de conservation de la masse et est typiquement donnée comme:

flux = (rho) * A * V

Où "rho" est densité, "A" est croix section, et "V" est la vitesse à la surface mesurée. Par exemple, si vous avez une buse avec une entrée circulaire avec un rayon de 3 pieds, A = pi * r ^ 2 = 3.14159 * 3 ^ 2 = 28.27 pieds carrés. Si le flux se déplace à 12 ft /s et que vous déterminez que la densité est de 0.0024 bouchons /ft ^ 3, alors le flux de masse est:

0.0024 * 28.7 * 12 = 4132.8 bouchons /s