TEKNOLOJİK

www.teknolojikarastirmalar.org
ISSN:1304-4141
Makine Teknolojileri Elektronik Dergisi
2004 (3) 1-6
TEKNOLOJİK
ARAŞTIRMALAR
Davetli Makale
Isıtılmış paralel plakalar arasında değişken viskoziteli
non-newtonyen akışkan akışı
Muhammet YÜRÜSOY
Afyon Kocatepe Üniversitesi Makine Eğitimi Bölümü, Afyon
(Geliş Tarihi: 29 Haziran 2004, Kabul Tarihi: 12 Temmuz 2004)
Özet
Bu çalışmada ısıtılmış plakalar arasında non-newtonyen akışkan akışı incelenmiştir.
Viskozite modeli olarak Reynold modeli kullanılmıştır. Reynold modeli viskozitenin üstel
olarak değiştiği bir viskozite modelidir. Çalışmada plakaların ısısı akışkandan yüksek
alınmıştır. Yani akış esnasında plakalardan akışkana ısı transferi olmaktadır. İlk olarak
akışkan akışını ve ısı transferini ifade eden boyutsuz diferansiyel denklemler elde
edilmiştir. Elde edilen denklemler adi türevli non-lineer diferansiyel denklemler olup,
denklemleri sağlayan analitik çözümler ilk defa bu çalışmada bulunmuştur. Bulunan
analitik çözümler yaklaşık çözümlerdir. Çözüm için perturbasyon metodu kullanılmıştır.
Hız, sıcaklık ve viskozite seriye açılarak orijinal denklemlerde yerine konulmuştur. Elde
edilen denklemler mertebelendirilerek problem lineer ve non-lineer olmak üzere iki kısma
ayrılmıştır. Problemin ilk önce lineer kısmı sonra lineer kısmından faydalanılarak nonlineer kısmı çözülmüştür. Bulunan çözümlerdeki integral sabitleri sınır şartları kullanılarak
bulunmuştur. Elde edilen yaklaşık çözümlerde non-newtonyen akışkan katsayısı ve
viskozite sabiti çok küçük kabul edilmiştir. Ayrıca bulunan çözümlerin hangi aralıklarda
geçerli olduğuna dair bir takım kriterler bulunmuştur. Bulunan hız ve sıcaklık profilleri
non-newtonyen akışkan sabiti ve viskozite parametresi için çizdirilmiştir. Çizilen
grafiklerde non-newtonyen parametrenin artırılması sonucunda hızın maksimum değerinin
düştüğü, viskozite parametresinin artırılması neticesinde ise maksimum hızın arttığı
görülmüştür. Benzer şekilde çizdirilen sıcaklık profillerinde de non-newtonyen
parametrenin artırılması maksimum ısı transferini azalttığı, viskozite parametresinin
artırılması neticesinde de ısı transferinin arttığı gözlenmiştir.
Anahtar Kelimeler: Üçüncü derecen akışkanlar, Perturbasyon metotları, Isıtılmış paralel plakalar.