Akışkanlar Mekaniği #03 | Viskozite, Yüzey Gerilimi ve Kılcallık: τ = μ du/dy, Damlada Basınç

Eğitmen: Dr. Süleyman Burak ÇELİK

Geçen derste yoğunluğa, buhar basıncına ve ses hızına baktık. Bu derste akışkanların iki özelliğini daha öğreniyoruz: viskozite ve yüzey gerilimi. Bir deneyle başlıyoruz: aynı çelik bilye suda yarım saniyeden kısa sürede dibe iniyor, gliserinde beş saniyeden fazla sürüyor. Farkı yaratan viskozite. 3D animasyonlarda düşen bilyeleri, suyun yüzünde yüzen ve bir damla deterjanla batan iğneyi ve ince borularda yükselen suyu görüyoruz. Her hesap adım adım, hiçbir işlem atlanmadan. Bu derste: - Viskozite: kayma gerilmesi = viskozite çarpı hız gradyanı; birim Pa·s - Yağ filmi üstünde kayan plaka: 5.8 N; aynı plaka suyun üstünde 0.02 N (290 kat az) - Newton tipi ve Newton tipi olmayan akışkanlar: boya, ketçap, nişasta ve su, diş macunu - Kinematik viskozite: havanınki suyunkinin yaklaşık 15 katı - Sıcaklığın etkisi: sıvılarda viskozite azalır (su 0 ile 100 °C arasında 6.4 kat), gazlarda artar (hava yüzde 20) - Mil yatağında sürtünme gücü: 1500 dev/dk'da yaklaşık 607 W - Yüzey gerilimi: su 0.073, cıva 0.44, sabunlu su 0.025 N/m - Suda yüzen çelik iğne: 7.3 mN taşıma, 4.33 mN ağırlık; deterjanla 2.5 mN'a düşer ve iğne batar - Damlada basınç farkı 2 çarpı yüzey gerilimi bölü yarıçap: 1 mm damlada 292 Pa, sis damlasında 14600 Pa; sabun köpüğünde 4σ/R - Kılcallık: 1 mm borudaki su yaklaşık 3 cm yükselir, cıva 8.5 mm alçalır Bölümler: 0:00 Geçen ders ve bugünün konuları 0:26 Suda mı, gliserinde mi? Düşen bilye deneyi 0:51 Viskozite: kayma gerilmesi ve hız gradyanı 2:14 Newton tipi akışkanlar ve kinematik viskozite 3:16 Viskozite ve sıcaklık 4:01 Mil yatağında güç kaybı 5:43 Yüzey gerilimi 6:22 Suda yüzen iğne ve deterjan 7:38 Damlada ve sabun köpüğünde basınç 8:35 Kılcallık: temas açısı ve kılcal yükselme 9:56 Üç tuzak 10:22 Özet ve sıradaki ders Önceki ders: Akışkanlar Mekaniği #2 — Akışkanların Özellikleri: Yoğunluk, Buhar Basıncı, Ses Hızı Sıradaki ders: basınç, derinlikle değişimi, barometre ve manometre. Kaynak kitap: Y. A. Çengel, J. M. Cimbala, Fluid Mechanics: Fundamentals and Applications, 3. baskı — Bölüm 2.6–2.7. Örnekler özgündür. Makine, İnşaat, Kimya, Uçak ve Mekatronik Mühendisliği öğrencileri için Akışkanlar Mekaniği serisinin üçüncü dersi.