Akışkanlar Dinamiği - Vikipedi

Başlığın diğer anlamları için Dinamik (anlam ayrımı) sayfasına bakınız.

Bu maddedeki bilgilerin doğrulanabilmesi için ek kaynaklar gerekli. Lütfen güvenilir kaynaklar ekleyerek maddenin geliştirilmesine yardımcı olun. Kaynaksız içerik itiraz konusu olabilir ve kaldırılabilir.Kaynak ara: "Akışkanlar dinamiği" – haber · gazete · kitap · akademik · JSTOR (Haziran 2020) (Bu şablonun nasıl ve ne zaman kaldırılması gerektiğini öğrenin)

Sürekli ortamlar mekaniği
Yasalar Kütlenin korunumu Momentumun korunumu Enerjinin korunumu Entropi eşitsizliği
Katı mekaniği Katılar Gerilme Şekil değiştirme Uyumluluk Sonlu zorlanma Sonsuz küçük zorlanma Esneklik doğrusal Yoğrulabilirlik Eğilme Hooke yasası Gereç kusur kuramı Kırılma mekaniği Temas mekaniği Sürtünmeli
Akışkanlar mekaniği Akışkanlar Hidrostatik Akışkanlar dinamiği Navier-Stokes denklemleri Bernoulli ilkesi Batmazlık Akmazlık Newton tipi Newton tipi olmayan Arşimet prensibi Pascal yasası Basınç Sıvılar Yüzey gerilimi Kılcallık Gazlar Atmosfer Boyle yasası Charles yasası Gay-Lussac yasası Birleşik gaz yasası Plazma
Akışbilim Akmazesneklik Akıllı akışkanlar Manyetoakışsal Elektroakışsal Demirsel akışkanlar Akışölçüm Akışölçer
Bilim insanları Bernoulli Boyle Cauchy Charles Euler Gay-Lussac Hooke Pascal Newton Navier Stokes
g t d

Bu maddenin içeriğinin Türkçeleştirilmesi veya Türkçe dilbilgisi ve kuralları doğrultusunda düzeltilmesi gerekmektedir. Bu maddedeki yazım ve noktalama yanlışları ya da anlatım bozuklukları giderilmelidir.(Yabancı sözcükler yerine Türkçe karşılıklarının kullanılması, karakter hatalarının düzeltilmesi, dilbilgisi hatalarının düzeltilmesi vs.) Düzenleme yapıldıktan sonra bu şablon kaldırılmalıdır.

Fizik, fiziksel kimya ve mühendislikte akışkanlar dinamiği, akışkanların (sıvılar ve gazlar) akışını tanımlayan akışkanlar mekaniğinin bir alt disiplinidir. Aerodinamik (hareket halindeki hava ve diğer gazların incelenmesi) ve hidrodinamik (hareket halindeki sıvıların incelenmesi) dahil olmak üzere çeşitli alt disiplinleri vardır. Akışkanlar dinamiğinin, uçaklardaki kuvvetlerin ve momentlerin hesaplanması, boru hatları boyunca petrolün Kütle akış hızının belirlenmesi, hava durumu modellerinin tahmin edilmesi, uzaydaki bulutsuların anlaşılması ve fisyon silahı patlamasının modellenmesi dahil olmak üzere geniş bir uygulama yelpazesi vardır.

Akışkanlar dinamiği, akış ölçümlerinden türetilen ve pratik problemleri çözmek için kullanılan deneysel ve yarı-deneysel yasaları birleştirerek sistematik bir yapı sunar. Bir akışkanlar dinamiği probleminin çözümü, tipik olarak, akışkanın hız, basınç, yoğunluk ve sıcaklık gibi çeşitli özelliklerini uzay ve zaman fonksiyonları olarak hesaplamayı içerir.

Yirminci yüzyıldan önce, hidrodinamik akışkan dinamiği ile eş anlamlı olarak kullanılıyordu. Bu yüzden günümüzde akışkanlar dinamiğinin bazı konuları, gazlar için de uygulanabilir olmalarına rağmen hâlâ hidrodinamik ismiyle anılmaktadır.[1] Buna manyetik hidrodinamik ve hidrodinamik stabilite örnek olarak verilebilir.

Temeller

[değiştir | kaynağı değiştir]

Akışkanlar dinamiğinin kurucu aksiyomları korunum yasalarıdır. Bunlar; kütlenin korunumu, momentumun korunumu (Newton'un İkinci Hareket Kanunu) ve enerjinin korunumudur (Termodinamiğin Birinci Yasası). Bu yasalar klasik mekaniğe dayanır, kuantum mekaniğinde ve genel izafiyette modifiye edilirler. Yasaları akışkanlar mekaniğinde daha kullanışlı şekilde ifade etmek için Reynolds transport teoremi kullanılır.

Akışkanlar aslında birbiriyle çarpışan moleküllerden oluşur; ancak akışkanlar dinamiğinde akışkanların sürekli ortamda oldukları varsayılır. Buna göre akışkanların yoğunluk, basınç, sıcaklık ve hız gibi özellikleri uzayda sonsuz küçük noktalarda süreklilik içinde her zaman tanımlıdır. Böylece akışkanların ayrık moleküllerden oluştuğu ihmal edilir.

Süreklilikte olduğu varsayılabilecek kadar yoğun, ışık hızına göre düşük akış hızına sahip ve iyonize olmamış Newton tipi akışkanlar için momentum denklemleri Navier-Stokes denklemleridir. Bu denklemler, doğrusal olmayan diferansiyel denklem sistemi oluşturur ve sadeleştirilmemiş genel kapalı formda çözümü yoktur. Bu yüzden hesaplamalı akışkanlar dinamiği kullanılarak çözülürler. Denklemler, yalnızca bazı basit akışkanlar dinamiği problemlerinde sadeleştirilip kapalı formda analitik olarak çözülebilir.

Bir problemi tam olarak tanımlayabilmek için, kütle, momentum ve enerji korunum denklemlerine ek olarak, basıncı diğer termodinamik özelliklerin fonksiyonu olarak veren bir termodinamik hâl denklemi gereklidir. İdeal gaz denklemi buna örnek olarak gösterilebilir:

p basınç, ρ yoğunluk, T sıcaklık, Ru gaz sabiti ve M mol kütlesi olmak üzere

p = ρ R u T M {\displaystyle p={\frac {\rho R_{u}T}{M}}}

Korunum yasaları

[değiştir | kaynağı değiştir]

Akışkanlar dinamiği problemlerini çözmek için üç korunum yasası kullanılır. Bunlar, integral veya diferansiyel formda yazılabilir. Korunum yasaları kontrol hacmi denilen bir akış bölgesine uygulanabilir. Kontrol hacmi, uzayda akış analizi için seçilmiş ve yüzeylerinden akışın giriş/çıkış yapabildiği ayrık hacimdir.[2] Korunum yasalarının integral formülasyonu bütün olarak kontrol hacmi içindeki kütle, momentum ve enerji değişimlerini tanımlar. Korunum yasalarının diferansiyel formülasyonunda ise akış alanı boyunca art arda ve birbiri üstüne istiflenmiş sonsuz küçük kontrol hacimleri analiz edilir. Limit durumunda bu sonsuz küçük hacimler birer nokta olacağından korunum denklemleri akış içindeki her yerde geçerli bir kısmi diferansiyel denklem sistemine dönüşür.[3]

• Kütlenin sürekliliği (kütlenin korunumu): Bir kontrol hacmi sınırları içerisindeki akışkan kütlesinin değişme hızı, kontrol hacmine giren net kütlesel debiye eşittir.[4] Bu, fiziksel olarak kontrol hacmi içinde kütlenin yokken var, varken yok edilemeyeceğini gerektirir[5] ve süreklilik denkleminin integral formuyla ifade edilebilir:

∂ ∂ t ∭ V ρ d V = − {\displaystyle {\partial \over \partial t}\iiint _{V}\rho \,dV=-\,{}} S {\displaystyle {\scriptstyle S}} ρ u ⋅ d S {\displaystyle {}\,\rho \mathbf {u} \cdot d\mathbf {S} } Yukarıda ρ {\displaystyle \rho } akışkanın yoğunluğunu, u akış hız vektörünü ve t zamanı temsil etmektedir. Denklemin sol tarafı kontrol hacmi içindeki kütle değişim hızını gösterir ve kontrol hacmi üzerinde üç katlı bir integral içerir. Denklemin sağ tarafında ise denklemin yüzeyinden net kütle geçişini temsil eden bir integral vardır. Süreklilik denkleminin diferansiyel formülasyonu diverjans teoremi kullanılarak bulunabilir:   ∂ ρ ∂ t + ∇ ⋅ ( ρ u ) = 0 {\displaystyle \ {\partial \rho \over \partial t}+\nabla \cdot (\rho \mathbf {u} )=0}

• Momentumun korunumu: Bu denklem, bir kontrol hacmi içindeki havanın ivme herhangi bir değişiklik hacmine hava net akışı ve hava dış kuvvetlerin etkisine bağlı olmasını gerektiren, kontrol hacmine Newton'un hareket kanunu uygular ikinci hacmi içinde. Bu denklemin integral formülasyonu olarak, burada vücut kuvvetleri, f vücut tarafından birim kütle başına vücut kuvvetini temsil edilmektedir. Böyle viskoz kuvvetler gibi yüzey kuvvetleri, nedeniyle kontrol hacmi yüzeyinde gerilimlere Fnet kuvvet ile temsil edilir.

∂ ∂ t ∭ V ρ u d V = − {\displaystyle {\frac {\partial }{\partial t}}\iiint _{\scriptstyle V}\rho \mathbf {u} \,dV=-\,{}} S {\displaystyle _{\scriptstyle S}} ( ρ u ⋅ d S ) u − {\displaystyle (\rho \mathbf {u} \cdot d\mathbf {S} )\mathbf {u} -{}} S {\displaystyle {\scriptstyle S}} p d S {\displaystyle {}\,p\,d\mathbf {S} } + ∭ V ρ f body d V + F surf {\displaystyle \displaystyle {}+\iiint _{\scriptstyle V}\rho \mathbf {f} _{\text{body}}\,dV+\mathbf {F} _{\text{surf}}} Aşağıdaki gibi momentumun korunumu denklemi diferansiyel şeklidir. Tek toplam kuvvet, F. Örneğin, F bir iç akış üzerinde etkili sürtünme ve yerçekimi kuvvetleri için bir ifade haline genişletilebilir burada, hem yüzey ve cisim kuvvetleri muhasebeleştirilmektedir.   D u D t = F − ∇ p ρ {\displaystyle \ {D\mathbf {u} \over Dt}=\mathbf {F} -{\nabla p \over \rho }} Aerodinamik hava (nedeniyle iç sürtünme kuvvetlerine) kesme stresi arasındaki doğrusal bir ilişki öne süren bir Newton tipi sıvı ve sıvı gerinme oranı olarak kabul edilir. Yukarıdaki denkleme göre bir vektör denklemi: üç boyutlu akışta, üç skaler denklem şu şekilde ifade edilebilir. Sıkıştırılabilir, viskoz akış durumu için momentum denklemlerinin korunumu Navier-Stokes denklemleri denir.

• Enerji korunumu: enerjinin bir formdan dönüştürülebilir, ancak, belirli bir kapalı bir sistem içinde, toplam enerji sabit kalır.

  ρ D h D t = D p D t + ∇ ⋅ ( k ∇ T ) + Φ {\displaystyle \ \rho {Dh \over Dt}={Dp \over Dt}+\nabla \cdot \left(k\nabla T\right)+\Phi }

Ayrıca bakınız

[değiştir | kaynağı değiştir]

• Nanoakışkan

Kaynakça

[değiştir | kaynağı değiştir]

1. ^ Eckert, Michael (2006). The Dawn of Fluid Dynamics: A Discipline Between Science and Technology. Wiley. s. ix. ISBN 3-527-40513-5. 
2. ^ Çengel, Yunus; Cimbala, John; Engin, Tahsin (ed.) (2015). "Bölüm 1: Giriş ve Temel Kavramlar". Akışkanlar Mekaniği Temelleri ve Uygulamaları. Palme Yayıncılık. s. 15. ISBN 978-605-355-274-1. KB1 bakım: Fazladan yazı: yazar listesi (link)
3. ^ Çengel, Yunus; Cimbala, John; Engin, Tahsin (ed.) (2015). "Bölüm 9: Diferansiyel Akış Analizi". Akışkanlar Mekaniği Temelleri ve Uygulamaları. Palme Yayıncılık. s. 438. ISBN 978-605-355-274-1. KB1 bakım: Fazladan yazı: yazar listesi (link)
4. ^ Çengel, Yunus; Cimbala, John; Engin, Tahsin (ed.) (2015). "Bölüm 5: Bernoulli ve Enerji Denklemleri". Akışkanlar Mekaniği Temelleri ve Uygulamaları. Palme Yayıncılık. ss. 189-190. ISBN 978-605-355-274-1. KB1 bakım: Fazladan yazı: yazar listesi (link)
5. ^ Anderson, J. D. (2007). Fundamentals of Aerodynamics (4. bas.). Londra: McGraw–Hill. ISBN 0-07-125408-0. 

g t d Akışkanlar mekaniği
Akışkanlar statiği	Hidrolik Arşimet prensibi
Akışkanlar dinamiği	Hesaplamalı akışkanlar dinamiği Aerodinamik Navier-Stokes denklemleri Sınır tabaka Giriş uzunluğu
Boyutsuz sayılar	Arşimet Atwood Bagnold Bejan Biot Bond Brinkman Cauchy Chandrasekhar Damköhler Darcy Dean Deborah Dukhin Eckert Ekman Eötvös Euler Froude Galilei Graetz Grashof Görtler Hagen Iribarren Kapiller Kapitza Keulegan–Carpenter Knudsen Laplace Lewis Mach Marangoni Morton Nusselt Ohnesorge Péclet Prandtl manyetik türbülanslı Rayleigh Reynolds manyetik Richardson Roshko Rossby Rouse Schmidt Scruton Sherwood Shields Stanton Stokes Strouhal Stuart Suratman Taylor Ursell Weber Weissenberg Womersley

g t d Isıtma, havalandırma ve iklimlendirme
Temel kavramlar	Saatte hava değişimi Pişirme Bina kaplaması Konveksiyon seyreltme Yerli enerji tüketimi Entalpi Akışkanlar dinamiği Gaz kompresörü Soğutma çevrimi Isı aktarımı Nem Sızma Gizli ısı Gürültü kontrolü Gaz atma Partikül Psikrometri Hissedilen sıcaklık Baca etkisi Termal rahatlık Termal destratifikasyon Termal Kütle Termodinamik Suyun buhar basıncı
Teknoloji	Absorpsiyonlu buzdolabı Hava bariyeri Klima Antifriz Otomobil kliması Özerk bina Yapı yalıtım malzemeleri Isıtma Merkezi ısıtma Merkezi güneş enerjisiyle ısıtma Soğutulmuş ışın Donmuş su Sabit hava hacmi (CAV) Soğutucu Özel dış hava sistemi (DOAS) Derin su kaynağı soğutması Talep kontrollü havalandırma (DCV) Yer değiştirme havalandırması Bölgesel ısıtma sistemi Merkezi ısıtma Elektrikli ısıtma Enerji geri kazanımlı havalandırma (ERV) Yangın durdurma Basincli hava Zorunlu hava gazı Serbest soğutma Isı geri kazanımlı havalandırma (HRV) Hibrit ısı Hidronik Buz depolama kliması Mutfak havalandırması Karma modlu havalandırma Mikrojenerasyon Pasiv havalandırma Pasif soğutma Pasif ev Radyant ısıtma ve soğutma sistemi Radon azaltma Soğutma Yenilenebilir ısı Oda hava dağıtımı Güneş enerjisi hava ısısı Güneş kombi sistemi Güneş kliması Düzlemsel güneş kollektörü Isı yalıtımı Yerden hava dağıtımı Yerden ısıtma Buhar bariyeri Buhar sıkıştırmalı soğutma (VCRS) Değişken hava hacmi (VAV) Değişken soğutucu akışı (VRF) Havalandırma
Bileşenler	İnvertör Hava perdesi Hava filtresi Hava işleyici Hava iyonlaştırıcı Hava karıştırma plenumu Hava temizleme cihazları Hava kaynaklı ısı pompası Otomatik dengeleme valfi Arka kazan Bariyer borusu Patlama damperi Kazan Santrifüj fan Seramik ısıtıcı Soğutma grubu Yoğuşma pompası Yoğuşturucu Yoğuşmalı kazan Konveksiyon ısıtıcısı Gaz kompresörü Soğutma kulesi Damper Nem giderici Kanal Ekonomizer Elektrostatik presipitatör Evaporatif soğutucu Buharlaştırıcı Egzoz davlumbazı Genleşme tankı Fan coil ünitesi Fan filtre ünitesi Fanlı ısıtıcı Yangın damperi Şömine Şömine eki İstatistik dondurma Baca Freon Çeker ocak Kazan ocağı Gaz kompresörü Gaz ısıtıcısı Benzinli ısıtıcı Jeotermal ısı pompası Gres kanalı Izgara Toprak bağlantılı ısı eşanjörü Isı değiştirici Isı borusu Isı pompası Isıtma filmi Isıtma sistemi Yüksek verimli salmastrasız sirkülasyon pompası HEPA Yüksek basınç kesme anahtarı Nemlendirici Kızılötesi ısıtıcı İnverter kompresör Kerosen ısıtıcısı Panjur Vantilatör Mekanik oda Yağ ısıtıcısı Paketlenmiş terminal kliması Plenum alanı Basınçlandırma kanalı Proses kanalı çalışması Radyatör Radyatör reflektörü Reküperatör Soğutucu gazlar Kaydol Geri dönüş valfi Etrafında dönen bobin Kaydırmalı kompresör Güneş bacası Güneş destekli ısı pompası Oda ısıtıcısı Duman egzoz kanalı Termal genleşme valfi Termal tekerlek Termosifon Termostatik radyatör vanası Damlama havalandırma Trom duvar Döner kanatlar Ultra düşük partikül havası (ULPA) Ev vantilatörü Rüzgar Avcısı Odun sobası
Ölçümve kontrol	Hava akış ölçer Aquastat BACnet Üfleyici kapısı Bina otomasyonu Karbondioksit sensörü Temiz Hava Dağıtım Oranı (CADR) Gaz dedektörü Ev enerji monitörü Nemlendirici HVAC kontrol sistemi LonWorks Minimum verimlilik raporlama değeri (MERV) OpenTherm Programlanabilir iletişim termostatı Programlanabilir termostat Psikrometri Oda sıcaklığı Akıllı termostat Termostat Termostatik radyatör vanası
Meslekler,ticaret,ve hizmetler	Mimari akustik Yapı mühendisliği Mimari teknoloji uzmanı Bina hizmetleri mühendisliği Yapı bilgi modellemesi (BIM) Derin enerji güçlendirme Kanal sızıntı testi Çevre mühendisliği Hidronik dengeleme Mutfak egzoz temizliği Makine mühendisliği Mekanik, elektrik ve sıhhi tesisat Küf gelişimi, değerlendirme ve iyileştirme Soğutucu akışkan ıslahı Test etme, ayarlama, dengeleme
Sanayi kuruluşları	AHRI AMCA ASHRAE Astm normu BRE BSRIA CIBSE Soğutma Enstitüsü IIR LEED SMACNA
Sağlık ve güvenlik	İç mekan hava kalitesi (IAQ) Pasif içicilik Hasta bina sendromu (SBS) Uçucu organik bileşik (VOC)
Ayrıca bakınız	ASHRAE Handbook Yapı bilimi Yangına dayanıklılık HVAC terimleri sözlüğü Dünya Soğutma Günü Şablon:Ev otomasyonu Şablon:Güneş enerjisi

Otorite kontrolü	BNE: XX4659783 BNF: cb119314166 (data) LCCN: sh85049376 NKC: ph114380 NLI: 987007538448805171 NLK tanımlayıcısı KSH1998024462 geçerli değil.