Ağdalılık Katsayısı ve Dinamik Ağdalılık Katsayısının Özellikleri

1
375

Her akışkanın biçim değiştirme güçlerine daha genel olarak da her çeşit bağıl iç harekete karşı direnç gösterme özelliğine ağdalılık katsayısı denir.

AĞDALILIK KATSAYISI:

Gerçek bir akışkanın kendi üstüne ya da kap çeperlerine yalnızca basınç güçleri denilen ve hızdan bağımsız olan dik doğrultuda güçler uyguladığı kabul edilir ama gerçek bir akışkanın hareketi sırasında ağdalılık güçleri adı verilen teğetsel güçlerinde varlığı kabul edilir. Çeşitli tabakaların birbiri üstüne ya da kap çeperleri üstünde kaymasına karşı koyan bu güçler hem çeperleri sıvıyı ya da sıvının çeperi sürüklemesinden, hem de sürtünmeden doğan kinetik enerji yitiminden sorumludur.

dS alanlı bir yüzeyle ayrılmış bulunan ve bu yüzeye koşut ama farklı hızlarda hareket eden iki sıvı tabakası söz konusu olduğunda ağdalılıktan doğan sürtünme güçleri dS yüzeyi ile V2 hızın dv farkıyla doğru orantılı iki tabakanın dx uzaklığıyla ters orantılıdır. Bu sonuç şu formülle gösterilir.

dF = μdS . dv / dx

dv / dx oranı söz konusu yüzeyin normali boyunca hız gradyanı diye adlandırılır.

μ kat sayısı akışkanın belli sıcaklık ve basınç koşulları altında niteliğini gösterir. Bu akışkanın dinamik ağdalılık katsayısıdır ve uluslararası birim sisteminde piseuille (puazöy : simgesi pl ) C.G.S. sisteminde de poise ( puaz : simgesi Po) ile belirtilir. Söz gelimi suyun ağdalığı 10³ puazöye yakındır.

DİNAMİK AĞDALILIK KATSAYISININ ÖZELLİKLERİ

Bir gazın dinamik ağdalılık katsayısı basınca çok az bağımlıdır. Ama çok düşük basınçlarla küçülür. Sıcaklığa bağımlılığıysa çok yüksektir ve onunla birlikte artar. Bir sıvının dinamik ağdalılık katsayısıysa basınç arttıkça büyür ve sıcaklık yükseldikçe küçülür. Molekül yapısı karmaşık olan bazı sıvılar için dinamik ağdalılık katsayısına sayısal olarak tanımlamak güçtür. Bu olgu sıvı billurlar gibi anizotrop sıvılar içinde de geçerlidir. Sıvıların dinamik ağdalılığı katıların esnekliği ve bükülmezliğiyle bağlantılıdır. Bazı cisimlerde hem büyük bir esneklik hem de belli bir akışkanlık bulunabilir. Bu cisimlerin daha genel olarak da sıvılar ile katılar arasında yer alan ara maddelerin incelenmesi reolojinin alanına girer. Fiziksel mekaniğin bir dalı olan reoloji, zift, mühür mumu gibi maddelerin yanı sıra yer mantosunun bileşimindeki kayaçların akışını inceler.

Sonuçlar: Ağdalılık güçleri özellikle borulardaki ya da kanalizasyonlardaki akış koşullarını belirlemesi nedeniyle uygulama açısından çok önem taşır. Gerçekten silindir biçiminde dar bir borunun D debisi, iki uç arasında bulunan (P1 – P2) basınç farkıyla ve borunun r yarı çapının 4. gücüyle doğru orantılı I uzunluğuyla μ ağdalılık katsayısıyla ters orantılıdır. Bu sonuç poiseulle formülü  adı verilen aşağıdaki bağıntıyla gösterilir.

D = (P1 – P2) ΠR4/8μl

Bu bağıntı ancak düzgün bir akış rejimi söz konusu olduğunda yani akışkanın bütün noktaları koşut yollar izlendiğinde ya da bir başka deyişle vurgaçlarla karşılaşmadığından uygulanabilir. Akış hızı çok yükseldiği zaman akışkanın çeşitli tabakalarında görece bir kararsızlık (vurgaç oluşumu) ortaya çıkar ve rejim vurgaçlı diyerek nitelenir: bu tür rejimde ağdalılık yasaları daha karmaşıktır, ama akışkanın ağdalılığını belirleyen gene μ katsayısıdır.

Yorum Yapın, Soru Sorun

yorum

1 YORUM

CEVAP VER

This site uses Akismet to reduce spam. Learn how your comment data is processed.