AkışkanlarMekaniği

Akışkanlar akış hızı, bir sıvının birim zamanda aldığı yolun uzunluğudur ve vektörel bir büyüklüktür. Akış hızı, akışın farklı bölgelerinde değişebilir. Akış hızı ile ilgili bazı kavramlar: Kütle akış hızı. Hacimsel akış hızı (debi). Ortalama hız.

Akışkanlar mekaniğinde kullanılan bazı temel formüller: Özgül ağırlık (ɣ): ɣ = W / V veya ɣ = ρ.g. Basınç farkı: P2 – P1 = γ(h2 – h1). Basınç yükü (h): h = P / γ. Pascal kanunu: Kapalı durumdaki akışkana uygulanan basınç, akışkan içindeki basıncı her yerde aynı miktarda artırır. Süreklilik denklemi: Sıkıştırılamaz akışkanlarda sisteme giren ve sistemden çıkan akım miktarı sabittir (Q1 = Q2). Bernoulli eşitliği: Bir akışkanın bir noktadaki toplam enerjisini verir. Ayrıca, akışkanlar mekaniğinde kütlenin korunumu, Newton'un ikinci hareket kanunu, açısal momentum ilkesi, termodinamiğin I. ve II. kanunları gibi temel denklemler de kullanılır.

Akışkanların mekaniğini tek bir kişinin bulduğu söylenemez; bu alanda önemli katkılarda bulunan birçok bilim insanı vardır. Akışkanlar mekaniğinin gelişiminde rol oynayan bazı önemli isimler: Arşimet. Leonardo da Vinci. Daniel Bernoulli. Leonhard Euler. Henri Navier ve George Stokes. William Froude ve Robert Froude. Lord Rayleigh. Osborne Reynolds.

Yunus Çengel'in "Akışkanlar Mekaniği: Temelleri ve Uygulamaları" kitabı tek ciltten oluşmaktadır. Kitap, 948 sayfa olup, üçüncü baskısı 2015 yılında yapılmıştır.

Kayma akısı, birim uzunluğa gelen kesme kuvvetidir. Kayma akısı, kiriş kesidini oluşturan parçaları bir arada tutan yapıştırıcı, perçin, civata, çivi veya kaynaklı bağlantılarda ortaya çıkan kesme kuvvetini belirlemek için kullanılır. Kayma akısı (q) = V / Q / I formülüyle hesaplanır. Burada: V, düşey kesme kuvvetidir; Q, kesilen alanın tarafsız eksene göre statik momentidir; I, kesilen alanın atalet momentidir. Kayma akısının bir kesitteki değişimi, sadece statik momentin değişimine bağlıdır ve bu değişim, sıvıların akışına benzemektedir.

Akışkanlar mekaniği, akışkanların (sıvılar, gazlar ve plazmalar) davranışlarını ve onlara etkiyen kuvvetleri inceleyen bir fizik dalıdır ve iki ana dala ayrılır: 1. Akışkanlar Statiği: Durağan hâldeki akışkanların incelendiği daldır. 2. Akışkanlar Dinamiği: Hareket hâlindeki akışkanların incelendiği daldır. Ayrıca, akışkanlar mekaniği şu alt dallara da ayrılır: Hidrodinamik: Sıkıştırılamaz kabul edilen akışkanların hareketi ile ilgilenir. Hidrolik: Sıvıların boru ve açık kanallardaki akışı ile ilgilenir. Gaz Dinamiği: Gazların akış esnasında akışkan yoğunluğunun önemli oranda değiştiği akışları konu alır. Aerodinamik: Gazların, özellikle havanın, cisimler etrafındaki yüksek ve düşük hızlı akışı ile ilgilenir.

Yunus Çengel'in "Akışkanlar Mekaniği: Temelleri ve Uygulamaları" kitabı, akışkanlar mekaniğinin temel ilkelerini ve denklemlerini kapsar. Kitabın bazı konuları: akışkanların sınıflandırılması; akışkan statiği ve basıncı; akışkan kinematiği; kütle, momentum ve enerji korunumu yasaları; boyutsal analiz ve benzerliğin temel teoremleri; borularda ve kanallarda akış. Kitap, lisans seviyesindeki mühendislik öğrencilerinin akışkanlar mekaniği dersi için ders kitabı olarak kullanılmak üzere hazırlanmıştır.

Birim zaman, bir olayın veya sürecin gerçekleştiği zaman dilimini ifade eder. Örneğin, "m/s" (metre/saniye) hız birimi, birim zamanda alınan yolu belirtir. Birim yüzey ise, bir yüzeyin alanını ifade eder. Örneğin, "m²" (metre kare) alan birimi, bir yüzeyin alanını ölçer. Birim zamanda birim yüzeye yapılan çarpma sayısı, genellikle gaz basıncı bağlamında kullanılır. Gaz basıncı, birim zamanda birim yüzeye çarpan taneciklerin uyguladıkları kuvvetlerin toplamıdır. Aydınlanma şiddeti de birim zamanda birim yüzeye düşen ışık miktarını ifade eder ve "lx" (lüks) birimiyle ölçülür.

Akışkanlarda kütle korunumu, bir kontrol hacmi sınırları içerisindeki akışkan kütlesinin değişim hızının, kontrol hacmine giren net kütlesel debiye eşit olması ile hesaplanır. Kütle korunumu ilkesi, kontrol hacmine etki eden kuvvetlerin toplamının, momentum çıkış hızının momentum giriş hızına ve momentum birikim hızına eşit olmasını gerektirir. Süreklilik denklemi olarak da bilinen kütle korunumu denklemi, diferansiyel formda şu şekilde ifade edilir: ∂ρ/∂t + ∇ ⋅ (ρu) = 0. Burada ρ akışkanın yoğunluğunu, u akış hız vektörünü ve t zamanı temsil etmektedir. Kütle korunumu hesaplamaları için ayrıca aşağıdaki kaynaklar kullanılabilir: youtube.com'da "Akışkanlar Mekaniği Kütlenin Korunumu ve Lineer Momentum Denklemi Konu Anlatımı" başlıklı video; avys.omu.edu.tr'de "Akışkanlar Dinamiği, Kütle Korunumu, Bernoulli Denklemi ve Momentum" başlıklı PDF dosyası; blog.aku.edu.tr'de "Akışkanlar Mekaniği I" başlıklı PDF dosyası.

Abdurrahman el-Hâzinî, astronomi ve matematik bilim dallarına katkı sağlamıştır. Başlıca katkıları: Hidrostatik terazi: Metallerin ve taşların saflığını ve alaşımların karışım oranlarını ölçen hassas bir hidrostatik terazi geliştirmiştir. Zîc: En önemli eseri olan "Kitâbü Mîzâni’l-Ḥikme" (Mîzânü’l-Hikme), hidrostatik terazinin yapımı, kullanımı ve teorik esasları hakkında bilgi içerir. Fiziksel çalışmalar: Ağırlık, hareket ve denge üzerine yaptığı çalışmalarla fiziksel olayların matematiksel modellerini geliştirmiştir.

Newtonian (Newton yasasına uyan) akışkanlarda viskozite zaman grafiği doğrusaldır. Newtonian olmayan akışkanlarda ise viskozite zaman grafiği doğrusal değildir.

Akışkanın hızı arttıkça basıncının azalmasının sebebi, enerjinin korunumu ile açıklanabilir. Akışkanın hızı arttıkça, kinetik enerjisi artar ve bu artış, basınç enerjisinin düşmesine neden olur. Bu durum, günlük hayatta şu örneklerle gözlemlenebilir: Bir bahçe hortumunun ağzı sıkıştırıldığında, suyun daha hızlı akması sağlanır ve basınç azalır. Fırtınalarda çok hızlı esen rüzgar, çatıların üstündeki basıncı düşürüp havanın emme kuvveti uygulamasına ve çatıların uçmasına neden olabilir. Hızlı akan su, düşük basınca sahip olurken, yavaş akan su daha yüksek basınca sahiptir.

Piston akış ve laminer akış farklı akış türleridir. Piston akış, bir boru boyunca sürekli akışın olduğu bir reaktör türüdür. Laminer akış, düşük hızlarda hareket eden sıvıların karakteristiği olup, sıvının borudan katmanlar halinde aktığı bir akış türüdür.

Akışkanlarda basınç ve hızın nasıl değiştiğine dair bazı bilgiler şu şekildedir: Basınç. Hız. Akışkanlar dinamiği ve akışkanlar mekaniği konularında daha detaylı bilgi almak için aşağıdaki kaynaklara başvurulabilir: tr.wikipedia.org; blog.aku.edu.tr; kocaelimakine.com.

Moody diyagramında laminar akış, laminar akış bölgesinde yer alır. Moody diyagramında dört bölge bulunur: 1. Laminar akış bölgesi. 2. Kritik bölge. 3. Geçiş bölgesi. 4. Tam türbülanslı akım bölgesi.

Kayma akışının nasıl bulunacağına dair bilgi bulunamadı. Ancak, kayma akışı ile ilgili bazı bilgiler şu şekildedir: Kayma Akısı (Shear Flow). Kayma Gerilmesi (Shear Stress). Kaymalı Akış (Slip Flow).

Hacettepe Debi hakkında bilgi bulunamadı. Ancak, "debi" terimi genellikle su için kullanılan bir akışkan terimi olup, bir kesitten birim zamanda geçen sıvı hacmini ifade eder. Hacettepe Üniversitesi ile ilgili bilgiler için üniversitenin resmi web sitesi olan debi.hacettepe.edu.tr ziyaret edilebilir.

Akışmetre, sıvı veya gazların belirli bir boru hattı üzerinden ne kadar geçtiğini ölçen hassas cihazlardır. Kullanım alanları: Endüstriyel uygulamalar: Petrol, doğalgaz ve kimya tesislerinde üretim hattının verimliliğini artırmak ve güvenliği sağlamak amacıyla kullanılır. Su ve atık su yönetimi: İçme suyu ve atık su sistemlerinde akış oranlarını kontrol etmek için kullanılır. Tıbbi cihazlar: Yoğun bakım ve anestezi cihazlarında hastaya verilen gaz miktarını izlemek için kullanılır. Akışmetreler, proses kontrolü ve kalite güvenliği açısından kritik rol oynar.

"Ruhben" kelimesi, akışkanlar mekaniğinde kullanılan bir terim değildir. Ancak, akışkanlar mekaniği hakkında genel bilgi verilebilir. Akışkanlar mekaniği, akışkanların (sıvılar, gazlar ve plazmalar) davranışlarını ve onlara etkiyen kuvvetleri inceleyen bir fizik dalıdır. İki ana dalı vardır: 1. Akışkanlar statiği: Durgun akışkanların basıncını ve basınç kuvvetlerini inceler. 2. Akışkanlar dinamiği: Hareket halindeki akışkanların davranışlarını inceler. Akışkanlar, kayma gerilmesine dayanamaz ve bu nedenle bulundukları kabın şeklini alırlar.

Açık kanal hidroliği, suyun açık kanallardaki davranışını ve çevreyle olan etkileşimlerini araştıran bir alandır. Açık kanal hidroliğinin bazı temel özellikleri: Akış rejimleri. Kanal geometrisi. Hidrolik yapılar. Tortu taşınması. Açık kanal hidroliğinin bazı uygulama alanları: Sel riski değerlendirmesi. Navigasyon ve su yolu tasarımı. Sulama sistemleri. Ekolojik restorasyon.