Akışkan özellikleri

2
FLUID PROPERTIES
AKIŞKANLAR,
kayma gerilmesi etkisi altında
sürekli şekil değiştiren maddelerdir.
AKIŞKANLAR MEKANİĞİ,
hareket halinde olan (akışkan dinamiği)
veya duran (akışkan statiği) akışkanları
ve bu akışkanların, katı yüzeylere ya da
diğer akışkanlarla arayüzey şeklinde
olan sınırlara etkilerini inceler.
SI birim sistemindeki ana boyutlar
„
„
„
„
Kütle {M}
Uzunluk {L}
Zaman {T}
Sıcaklık {Ө}
kilogram (kg)
metre (m)
saniye (s)
Kelvin (K)
SI birim sistemindeki ikincil boyutlar
„
„
„
„
„
„
„
„
Alan {L2}
Hacim {L3}
Hız {LT-1}
İvme {LT-2}
Basınç veya gerilme {ML-1T-2}
Enerji, ısı, iş {ML2T-2}
Yoğunluk {ML-3}
Viskozite {ML-1T-1}
m2
m3
m/s
m/s2
Pa
J
kg/m3
kg/ms
Sistemin özellikleri
Yaygın (kütleye bağlı)
özelikler: madde miktarı ile
değişen özelikler: hacim,
toplam kütle, toplam
enerji,..
Yeğin (kütleden bağımsız)
özelikler: Sıcaklık, basınç,
özgül hacim, yoğunluk,..
Akışkan özellikleri
YOĞUNLUK,
akışkanın birim hacmindeki kütle
miktarıdır.
ρ, kg/m3
Akışkan özellikleri
ÖZGÜL AĞIRLIK,
akışkanın birim hacminin ağırlığıdır.
γ = ρ.g
γ, N/m3
Akışkan özellikleri
BAĞIL YOĞUNLUK,
Bir akışkanın yoğunluğunun,
referans kabul edilen bir akışkanın
yoğunluğuna oranıdır.
Sgaz =
ρ gaz
ρ hava
Ssıvı =
ρ sıvı
ρ su
Ideal gas law
pv = RT
p = ρRT
Akışkan özellikleri
VİSKOZİTE,
bir akışkanın, kayma gerilmesine gösterdiği
direncin ölçüsüdür.
Akışkan özellikleri - VİSKOZİTE
Hareketli plaka
V=U
H
y
x
Sabit plaka
F dV
τ= α
A dy
V=0
F
dV
τ= =µ
A
dy
F
Akışkan özellikleri - VİSKOZİTE
VİSKOZİTE,
akışkanın iç sürtünmesinin bir özelliğidir.
F
dV
=µ
A
dy
y=H
µ, dinamik viskozite, kg/ms (Ns/m2)
ν (=µ/ρ), kinematik viskozite, m2/s
Farklı akışkanların viskozitelerinin
sıcaklığa göre değişimi
Sutherland’s equation:
µ ⎛T⎞
= ⎜⎜ ⎟⎟
µ 0 ⎝ T0 ⎠
3/ 2
T0 + S
T +S
Sıvılar için
µ = Ce
b/T
Problems 2.31 (p. 26)
Problems 2.41 (p. 27)
Farklı tipteki akışkanların
davranışları
Problem 1.53
12 cm çapında bir mil; iç çapı
12.4 cm olan yatak içinde 2000
devir/dak hızla dönmektedir. Yatak
boşluğu, viskozitesi 0.021 kg/ms
olan bir yağla doludur. Mil ve yatak
arasındaki yağ içinde hız dağılımının
doğrusal değiştiğini kabul ederek,
milin sabit hızla dönmeye devam
etmesi için verilmesi gereken gücü
hesaplayınız.
Elasticity: akışkanın sıkıştırılabilirliği
Degree of elasticity
(sıkıştırılabilirlik katsayısı):
E (Pa)
dV
dp = − E
V
dp
dp
E=−
=
dV
dρ
V
ρ
YÜZEYSEL GERİLME
Akışkan özellikleri
YÜZEYSEL GERİLME,
iki karışmayan akışkanın arayüzeyinde veya sıvı
ve gaz arayüzeyinde veya bir sıvı ile katı yüzey
arasında gelişen bir yüzey kuvvetidir.
σ, N/m