Hidrodinamik Nedir?

 

 

Hidrodinamik Nedir,Hidrodinamik, genel dinamik yasalarını, sıkıştırılamayan akışkanlara uygular.

 Hidrodinamik Özellikleri

Sıcaklık değişimleri göz ardı edilirse, sıkıştırılamayan bir akışkanın değişmez bir p özgül kütlesi vardır. Akışkanla (sıvı ya da gaz) karşılaştığı engeller arasındaki göreli hızlar, sesin bu akışkan içinde ulaştığı hıza oranla ufak olduğu sürece, bu yaklaşıklık doğru kabul edilir. Olaya özgü bir hızın, sesin akışkan içindeki hızına oranını veren Mach sayısının önemi, buradan kaynaklanır: sıkıştırılamayan akışkanın yaklaşıklığı, Mach sayısı 1’den küçükse geçerlidir. Uygulamada bu yaklaşıklık, Mach sayısı 0,25’i, yani havada 300 km/sa düzeyindeki hızları aşmadığı sürece doğru sonuçlar verir.

Özgül kütle pnın değişmez olduğu koşullarda, süreklilik (herhangi bir hacim öğesi içindeki kütlenin korunumu) denklemi aşağıdaki biçimi alır:

Sürekli rejim konumunda, yani akışkanın herhangi bir noktasındaki hızı zaman içinde değişmediğinde yukarıdaki denklem çok sadeleşir. Bu değişmez hız vektörleri, her noktadaki hız vektörüne teğet olan akıntı çizgilerini tanımlar.

Bu bağıntı, bir akıntı çizgisi boyunca ifadesinin değişmediğini gösterir: bu ifadeler, Bernoulli teoremini oluşturur. Bu teoremin, sürekli rejimde, sıkıştırılamayan ve akışmaz olmayan bir akışkana uygulandığını anımsatalım.

Bernoulli, kesiti yavaş değişen bir boruyu tam doldurmuş “tekboyutlu” bir akışkan için, enerjinin korunumunun doğrudan sonucu olarak bu denklemi kurdu.

Bu bağıntının birçok uygulaması vardır. Örneğin, doğrudan Torricelli bağıntısını bulmayı sağlar; Torricelli bağıntısı, bir kap içindeki sıvının serbest yüzeyinden h kadar derinde yer alan bir delikten çıkış hızını verir.

Öte yandan bir boru içindeki debinin değişmezliği (değişmez özgül kütlede, kesit ile hızın çarpımının değişmezliği) göz önüne alınırsa, Bernoulli bağıntısıyla Venturi olayı açıklanabilir: kesit azalırsa, hız artar ve dolayısıyla basınç düşer. Değişken kesitli, yatay bir boruda basınç, kesitin karesiyle ters orantılıdır: bu olgu, su geçen borudaki daralmayla, alçak basınç oluşturan su trompunun çalışma ilkesidir.

Bernoulli, teoremini bir boru için kanıtlamıştı. Yukarıda ise, bir akıntı çizgisi boyunca, daha genel bir kanıtlama verildi. Teoremin, çok daha geniş bir uygulama alanını, çevrintisiz akış hali oluşturur.

Hızlar alanının çevrintisi, her yerde sıfırsa, bu akışın çevrintisiz olduğundan söz edilir. Böyle bir akışta, devinim denkleminin köşeli parantez içindeki terimi her zaman sıfırdır ve Bernoulli teoremi her akış için doğrudur:

Akışmaz akışkan. Akışmazlık kuvvetleri göz ardı edilemediğinde, devinim denklemi çok karmaşıklaşır. Bu denklem, üç eksen üzerine düşürülürse, Navier-Stokes denklemleri denen, doğrusal olmayan, ikinci dereceden kısmi türevli üç denklemlik bir sistem oluşur. Bunların dışında, çoğu kez modeller üzerinde deneysel incelemelere başvurmak gerekir: daha sonra gerçek büyüklükteki probleme geçmek için veriler boyutsuz sayılara (Mach sayısı, Reynolds sayısı) indirgenir; bu sayılar gerçek olay ve modeli için aynı olmak zorundadır.

Bir cevap yazın

E-posta hesabınız yayımlanmayacak. Gerekli alanlar * ile işaretlenmişlerdir