Akışkanlar dinamiği

Akış üstündeki ilk çalışmaları Bernoulli ve Torricelli yaptılar. Kusursuz (varsayımsal) akışkanların incelenmesi sonucunda bulunmuş bağlantılar, türbinlerin, rüzgâr enerjisi motorlarının ve itici pervanelerin yapımına, bir akışkanın bir dirseğe ya da bir çepere uyguladığı güçlerin hesaplanmasına ve akışkanlarda ölçüm tekniklerinin (hız, basınç, debi ölçümleri) gerçekleştirilmesine olanak verdi.
Ama gerçek akışkanlar kusursuz değildir ve bir akışkanın boru içinde akışı ya da katı bir cismin akışkan içinde yer değiştirmesi, ağdalı akışkanlar dinamiği alanına girer. Bir P düzlemi boyunca birbiri üstünde kayan iki ince akışkan tabakası bulunduğunda, bu tabakalar birbirine, P düzlemi içinde kalan bir sürtünme gücü uygular (Bkz. AĞDALILIK).
Akışkanın çeşitli tabakaları karışmadan birbiri üstünde kayıyorsa buna "tabakalı rejim" (ya da Puazöy [Poiseuille] rejimi) denir.
Ama akış hızı belli bir eşiği geçer geçmez, akışkanın tabakaları saçılır ve akışkan bir burgaç hareketine girer.
Buna da "burgaç rejimi" ya da "Venturi rejimi" denir.
Hız eşiği, boyutsuz bir sayı olan özel bir değerle belirlenir; söz konusu sayı, ağdalılık güçlerinin bağıl önemini gösterir ve "Reynolds sayısı" diye adlandırılır. Bu kritik hız akışkanın illininim ve boramın çapına bağlıdır.
Borunun çapı ne kadar küçülürse hız da o kadar büyür.
Sanayi borularında hız çoğunlukla kritik hızın üstüne çıkar ve akış burgaçlıdır. Bununla birlikte, özellikle ağdalı petrollar için döşenmiş borularda, tabakali rejim korunabilir.
Bir akışkan içine yerleştirilen katı cisim, hareketine karşı koyan bir dirençle karşılaşır; bu güç akışkanın katı cisim çevresindeki akış rejimine, dolayısıyle Reynolds sayısına bağlıdır.
Katının akışkana dokunma yüzeyinde, bütün durumlarda, katıya göre hareketsiz bir akışkan tabakası bulunur;
Buna "sınır tabakası" denir.
Akış tabakalı olursa, direnç, hızla ve ağdalılık katsayısıyla doğru orantılıdır. Burgaçlı olduğundaysa, direnç doğrudan doğruya Reynolds sayısının fonksiyonuna eşittir. Akışkanlar mekaniği özellikle benzeşme yasalarının uygulanması sonucunda gelişmiştir; bu yasalar baraj, türbin, vb. maketler üstünde havuzlarda (karinalar), hava tünellerinde (uçak kanatları) deneysel araştırmalar yapma olanağı verir.
Yakın gelecekte bilgisayar kullanımının yaygınlaşmasının, kuramsal hesapların, deneylerin önüne geçmesini sağlaması beklenmektedir.


kaynak 3
1.cilt / s.73-74