Akışkanlar Mekaniği #02 | Akışkanların Özellikleri: Yoğunluk, Buhar Basıncı, Kavitasyon, Ses Hızı

Eğitmen: Dr. Süleyman Burak ÇELİK

Geçen derste akışkanı tanımladık: kayma gerilmesi altında durmadan şekil değiştiren madde. Bu derste bir akışkanı tarif eden sayılara, yani akışkanların özelliklerine geçiyoruz. Bir soruyla başlıyoruz: suyu ısıtmadan kaynatabilir miyiz? Havası alınmış suyla dolu, ucu kapalı bir şırıngada pistonu çektiğimizde basınç 101 kilopaskaldan 2.34 kilopaskala düşüyor ve su 20 derecede kaynıyor. 3D animasyonda bunu, gemi pervanesinde kavitasyonu ve kanat yüzeyinde açılan çukurları görüyoruz. Her hesap adım adım, hiçbir işlem atlanmadan. Bu derste: - Süreklilik varsayımı: ortalama serbest yol 63 nanometre, bir milimetreküpte 3 çarpı 10 üzeri 16 molekül - Yeğin ve yaygın özellikler; durumu iki bağımsız yeğin özellik belirler - Yoğunluk, özgül hacim, bağıl yoğunluk (1 L cıva 13.6 kg), özgül ağırlık (su 9810 N/m³) - İdeal gaz denklemi: 8 × 10 × 3 metrelik sınıftaki hava 285.3 kg, yaklaşık dört yetişkin kadar - Buhar basıncı ve kaynama: Erzurum'da yaklaşık 94 °C, Everest'te yaklaşık 71 °C, düdüklü tencerede yaklaşık 120 °C - Kavitasyon: pervane ucu ve pompa girişi; 50 °C kombi suyunda sınır 12.35 kPa, 20 °C'dekinin 5.3 katı - Sıkıştırılabilirlik katsayısı: su 21000 atm, ideal gazda basınca eşit; okyanusta 4000 metrede su yalnız yüzde 1.9 daha yoğun; koç darbesi - Hacimsel genleşme: ideal gazda 1 bölü mutlak sıcaklık; sıcak hava neden yükselir - Ses hızı: havada 25 °C'de 346 m/s, 11 kilometrede 295 m/s; yolcu uçağının Mak sayısı yükseklikte 0.85; suda yaklaşık 1480 m/s - Üç tuzak: ideal gazda sıcaklığı santigrat yazmak, kaynamayı yalnız ısıtmaya bağlamak, Mak sayısını tek bir ses hızıyla hesaplamak Bölümler: 0:00 Geçen ders ve bugünün konuları 0:31 Suyu ısıtmadan kaynatmak: şırınga deneyi 1:00 Süreklilik varsayımı; yeğin ve yaygın özellikler 2:08 Yoğunluk, bağıl yoğunluk, özgül ağırlık 3:13 İdeal gaz: sınıftaki havanın kütlesi 4:27 Buhar basıncı ve kaynama: Erzurum, Everest, düdüklü tencere 5:33 Kavitasyon: pervane ve pompa 6:38 Enerji: kısa hatırlatma 7:04 Sıkıştırılabilirlik, koç darbesi, hacimsel genleşme 8:23 Ses hızı ve Mak sayısı 10:31 Üç tuzak 10:57 Özet ve sıradaki ders Önceki ders: Akışkanlar Mekaniği #1 — Derse Giriş: Akışkan Nedir? Sıradaki ders: viskozite, yüzey gerilimi ve kılcallık. Kaynak kitap: Y. A. Çengel, J. M. Cimbala, Fluid Mechanics: Fundamentals and Applications, 3. baskı — Bölüm 2.1–2.5. Örnekler özgündür. Makine, İnşaat, Kimya, Uçak ve Mekatronik Mühendisliği öğrencileri için Akışkanlar Mekaniği serisinin ikinci dersi.