Akışkanlar Mekaniği #10 | Mekanik Enerji, Verim ve Bernoulli Denklemi

Eğitmen: Dr. Süleyman Burak ÇELİK

Geçen derste Reynolds taşınım teoremini kurduk ve kütlenin korunumunu yazdık. Bu derste enerjiye geçiyoruz: akan bir akışkanın mekanik enerjisi, makinelerin verimi ve akışkanlar mekaniğinin en ünlü denklemi, Bernoulli denklemi. 3D animasyonda yatay, saydam bir boru ortada daralıyor ve üstünde üç basınç tüpü var. Vana kapalıyken üç tüpte seviye aynı; vana açılınca su akmaya başlıyor ve daralan boğazın üstündeki tüpte su sütunu alçalıyor. Hız artınca basınç neden düşer? Her hesap adım adım, hiçbir işlem atlanmadan. Bu derste: - Mekanik enerji ve akış işi: kilogram başına basınç bölü yoğunluk, hızın karesinin yarısı ve yer çekimi çarpı yükseklik - 25 m su kulesi: tepede 245 J/kg potansiyel enerji, dipte 245250 Pa basınç, yani yine 245 J/kg - Pompa ve türbin verimi; köy hidroelektrik santrali: düşü 20 m, debi 0.5 m³/s, 98.1 kW mekanik güç, türbin yüzde 85 ile 83.4 kW, jeneratör yüzde 95 ile 79.2 kW, toplam verim çarpım: yüzde 81 - Bernoulli denkleminin akım çizgisi boyunca Newton'un ikinci yasasından adım adım türetilmesi - Statik, dinamik, hidrostatik ve durma basıncı; basınç yükü, hız yükü, yükseklik yükü ve toplam yük - Venturi borusunun hesabı: Ø 4 cm borudan saniyede 0.5 litre, hız 0.4 m/s; Ø 2 cm boğazda 1.6 m/s; basınç farkı 1200 Pa, boğaz tüpü 12.2 cm daha alçak - Torricelli bağıntısı (80 cm derinlikte musluktan yaklaşık 4 m/s) ve derede Pitot tüpü (5 cm yükselme, yaklaşık 1 m/s) - Bernoulli'nin sınırları: daimi, sürtünmesiz, pompa ve türbinsiz, sıkıştırılamaz (havada yaklaşık 100 m/s altı), ısı geçişsiz, akım çizgisi boyunca - Üç tuzak: verimleri toplamak, pompanın olduğu kesimde Bernoulli kullanmak, Torricelli hızını delik boyuna bağlı sanmak Bölümler: 0:00 Geçen ders ve bugünün konuları 0:20 Daralan boru 0:44 Mekanik enerji ve akış işi 1:37 Pompa, türbin ve verim 2:48 Bernoulli denkleminin türetilmesi 3:40 Basınç ve yük biçimleri 4:12 Venturi borusunun hesabı 5:24 Torricelli ve Pitot tüpü 6:20 Bernoulli'nin sınırları 6:51 Üç tuzak 7:21 Özet ve sıradaki ders Önceki ders: Akışkanlar Mekaniği #9 — Reynolds Taşınım Teoremi ve Kütlenin Korunumu Sıradaki ders: pompalar, türbinler ve kayıplarla genel enerji denklemi. Kaynak kitap: Y. A. Çengel, J. M. Cimbala, Fluid Mechanics: Fundamentals and Applications, 3. baskı — Bölüm 5.3 ve 5.4. Örnekler özgündür. Makine, İnşaat, Kimya, Uçak ve Mekatronik Mühendisliği öğrencileri için Akışkanlar Mekaniği serisinin onuncu dersi.