AKM 205-BÖLÜM 2-UYGULAMA SORU VE ÇÖZÜMLERİ



Benzer belgeler
AKM 205 BÖLÜM 2 - UYGULAMA SORU VE ÇÖZÜMLERİ. Doç.Dr. Ali Can Takinacı Ar.Gör. Yük. Müh. Murat Özbulut

AKIŞKAN STATİĞİNİN TEMEL PRENSİPLERİ

2. Basınç ve Akışkanların Statiği

SORULAR - ÇÖZÜMLER. NOT: Toplam 5 (beş) soru çözünüz. Sınav süresi 90 dakikadır. 1. Aşağıdaki çizelgede boş bırakılan yerleri doldurunuz. Çözüm.1.

Akışkanların Dinamiği

O )molekül ağırlığı 18 g/mol ve 1g suyun kapladığı hacimde

AKM BÖLÜM 11 - UYGULAMA SORU VE ÇÖZÜMLERİ Doç.Dr. Ali Can Takinacı

Bölüm 2: Akışkanların özellikleri. Doç. Dr. Tahsin Engin Sakarya Üniversitesi Makine Mühendisliği Bölümü

Bölüm 5: Sonlu Kontrol Hacmi Analizi

Akışkanlar Mekaniği Yoğunluk ve Basınç: Bir maddenin yoğunluğu, birim hacminin kütlesi olarak tanımlanır.

MAKİNA MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ AKIŞKANLAR MEKANİĞİ II FİNAL SINAVI Numara: Adı Soyadı: SORULAR-CEVAPLAR

BÖLÜM 6 PROSES DEĞİŞKENLERİNİN İNCELENMESİ

Bölüm 8: Borularda sürtünmeli Akış

KAYMALI YATAKLAR II: Radyal Kaymalı Yataklar

AKM 205 BÖLÜM 3 - UYGULAMA SORU VE ÇÖZÜMLERİ. Doç.Dr. Ali Can Takinacı Ar.Gör. Yük. Müh. Murat Özbulut

Akışkanların Dinamiği

Sistem Özellikleri 10/7/2014. Basınç, P Sıcaklık, T. Hacim, V Kütle, m Vizkozite Isıl İletkenlik Elastik Modülü

Pamukkale Üniversitesi. Makine Mühendisliği Bölümü. MENG 219 Deney Föyü

1. AKIŞKANLARIN TEMEL ÖZELLİKLERİ

ÇÖZÜM 1) konumu mafsallı olup, buraya göre alınacak moment ile küçük pistona etkileyen kuvvet hesaplanır.

HİDROLİK-PNÖMATİK. Prof. Dr. İrfan AY. Makina. Prof.Dr.İrfan AY. Arş.Gör.T.Kerem DEMİRCİOĞLU. Balıkesir

AKM 205 BÖLÜM 8 - UYGULAMA SORU VE ÇÖZÜMLERİ

AKM 205 BÖLÜM 6 - UYGULAMA SORU VE ÇÖZÜMLERİ Doç.Dr. Ali Can Takinacı Ar.Gör. Yük. Müh. Murat Özbulut

İ çindekiler. xvii GİRİŞ 1 TEMEL AKIŞKANLAR DİNAMİĞİ BERNOULLİ DENKLEMİ 68 AKIŞKANLAR STATİĞİ 32. xvii

NÖ-A NÖ-B. Şube. Alınan Puan. Adı- Soyadı: Fakülte No: 1. Aşağıda verilen fiziksel büyüklüklerin eşit olduğunu gösteriniz. 1/6

3.1. Basınç 3. BASINÇ VE AKIŞKAN STATİĞİ

ITAP Fizik Olimpiyat Okulu

Kütlesel kuvvetlerin sadece g den kaynaklanması hali;

Selçuk Üniversitesi. Mühendislik-Mimarlık Fakültesi. Kimya Mühendisliği Bölümü. Kimya Mühendisliği Laboratuvarı. Venturimetre Deney Föyü

SORU #1. (20 p) (İlişkili Olduğu / Ders Öğrenme Çıktısı: 1,5,6 Program Çıktısı: 1)

1 AKIŞKANLARIN ÖZELLİKLERİ

Bölüm 3: Basınç ve Akışkan Statiği

ÖĞRENME ALANI : FİZİKSEL OLAYLAR ÜNİTE 2 : KUVVET VE HAREKET

(b) Model ve prototipi eşleştirmek için Reynolds benzerliğini kurmalıyız:

SUYUN FİZİKSEL ÖZELLİKLERİ (UYGULAMA)

Bernoulli Denklemi, Basınç ve Hız Yükleri Borularda Piezometre ve Enerji Yükleri Venturi Deney Sistemi

SORU 1) ÇÖZÜM 1) UYGULAMALI AKIŞKANLAR MEKANİĞİ 1

SÜRTÜNME Buraya kadar olan çalışmalarımızda, birbirleriyle temas halindeki yüzeylerde oluşan kuvvetleri etki ve buna bağlı tepki kuvvetini yüzeye dik

MANOMETRELER 3.1 PİEZOMETRE

BÖLÜM 6 GERÇEK AKIŞKANLARIN HAREKETİ

SORU #1. (20 p) (İlişkili Olduğu / Ders Öğrenme Çıktısı: 1,5,6 Program Çıktısı: 1)

NOT: Toplam 5 soru çözünüz, sınav süresi 90 dakikadır. SORULAR VE ÇÖZÜMLER

8.333 İstatistiksel Mekanik I: Parçacıkların İstatistiksel Mekaniği

6. İDEAL GAZLARIN HAL DENKLEMİ

Borularda Akış. Hesaplamalarda ortalama hız kullanılır.

KAYMALI YATAKLAR I: Eksenel Yataklar

OREN3005 HİDROLİK VE PNÖMATİK SİSTEMLER

NÖ-A NÖ-B. Adı- Soyadı: Fakülte No:

BARA SİSTEMLERİ HAKKINDA GENEL BİLGİLER

Alınan Puan NOT: Yalnızca 5 soru çözünüz, çözmediğiniz soruyu X ile işaretleyiniz. Sınav süresi 90 dakikadır. SORULAR ve ÇÖZÜMLER

Bölüm 3 SAF MADDENİN ÖZELLİKLERİ

SAKARYA ÜNİVERSİTESİ SAKARYA MESLEK YÜKSEKOKULU

İçten yanmalı motorlarda temel kavramlarının açıklanması Benzinli ve dizel motorların çalışma prensiplerinin anlatılması

Adı- Soyadı: Fakülte No :

Makine Mühendisliği Bölümü Isı Transferi Ara Sınav Soruları. Notlar ve tablolar kapalıdır. Sorular eşit puanlıdır. Süre 90 dakikadır.

Yrd. Doç. Dr. Fatih TOSUNOĞLU Erzurum Teknik Üniversitesi Mühendislik Fakültesi İnşaat Mühendisliği Bölümü

VİSKOZİTE SIVILARIN VİSKOZİTESİ

ÇÖZÜMLER ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) İnşaat Mühendisliği Bölümü Uygulama VII

Soru No Puan Program Çıktısı 3, ,8 3,10 1,10

ZEMİNLERİN KAYMA DİRENCİ

Proses Tekniği 3.HAFTA YRD.DOÇ.DR. NEZAKET PARLAK

Bölüm 7 ENTROPİ. Bölüm 7: Entropi

HR. Ü. Müh. Fak. Makina Mühendisliği Bölümü Termodinamik I Bütünleme Sınavı (02/02/2012) Adı ve Soyadı: No: İmza:

FLUID MECHANICS PRESSURE AND MOMENTUM FORCES A-PRESSURE FORCES. Example

1. Aşağıda verilen fiziksel büyüklüklerin dönüşümünde? işareti yerine gelecek sayıyı bulunuz.

Fizik 101-Fizik I Statik Denge ve Esneklik

MADDE ve ÖZELLİKLERİ

KOÜ. Mühendislik Fakültesi Makine Mühendisliği Bölümü (1. ve 2.Öğretim / B Şubesi) MMK208 Mukavemet II Dersi - 1. Çalışma Soruları 23 Şubat 2019

BÜLENT ECEVİT ÜNİVERSİTESİ MAKİNE MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ MAK490 Makine Laboratuarı Dersi Akışkanlar Mekaniği Deneyi

KAYMALI YATAKLAR. Kaymalı Yataklar. Prof. Dr. İrfan KAYMAZ. Erzurum Teknik Üniversitesi. Mühendislik ve Mimarlık Fakültesi Makine Mühendisliği Bölümü

BİLECİK ŞEYH EDEBALİ ÜNİVERSİTESİ MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ MAKİNE VE İMALAT MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ

Yrd. Doç. Dr. Fatih TOSUNOĞLU Erzurum Teknik Üniversitesi Mühendislik Fakültesi İnşaat Mühendisliği Bölümü

Mühendislik Mekaniği Dinamik. Yrd.Doç.Dr. Akın Ataş

Fizik 101-Fizik I Katı Bir Cismin Sabit Bir Eksen Etrafında Dönmesi

Fizik 101: Ders 17 Ajanda

RULMANLI VE KAYMALI YATAKLARDA SÜRTÜNME VE DİNAMİK DAVRANIŞ DENEY FÖYÜ

İDEAL GAZ KARIŞIMLARI

İlk olarak karakteristik uzunluğu bulalım. Yatay bir plaka için karakteristik uzunluk, levha alanının çevresine oranıdır.

Taşınım Olayları II MEMM2009 Akışkanlar Mekaniği ve Isı Transferi bahar yy. borularda sürtünmeli akış. Prof. Dr.

KKKKK VERİLER. Yer çekimi ivmesi : g=10 m/s 2. Metrik Ön Takılar sin 45 = cos 45 = 0,7

TEKNİK FİZİK ÖRNEK PROBLEMLER-EK2 1

ÇEV207 AKIŞKANLAR MEKANİĞİ KİNEMATİK-1. Y. Doç. Dr. Güray Doğan

MUKAVEMET-2 DERSİ BAUN MAKİNA MÜHENDİSLİĞİ VİZE ÖNCESİ UYGULAMA SORULARI MART Burulma 2.Kırılma ve Akma Kriterleri

İnşaat Mühendisliği Bölümü Uygulama VIII ÇÖZÜMLER

EMAT ÇALIŞMA SORULARI

AKIŞKANLAR MEKANİĞİ. Prof. Dr. Mehmet ARDIÇLIOĞLU 1. Kaynaklar. Prof. Dr. M. S. Kırkgöz, Kare Yayınları.

Hidrostatik Güç İletimi. Vedat Temiz

ÇÖZÜMLÜ SORULAR. ÇÖZÜM Boşluk miktarı: 100, Mil ile yatağın temas alanı : e 2. Hız gradyanı: Kayma gerilmesi:

TEMEL KAVRAMLAR. Öğr. Gör. Adem ÇALIŞKAN

ÇEV207 AKIŞKANLAR MEKANİĞİ KİNEMATİK-1. Y. Doç. Dr. Güray Doğan

Termodinamik. Öğretim Görevlisi Prof. Dr. Lütfullah Kuddusi. Bölüm 2 Problemler. Problem numaraları kitabın «5 th Edition» ile aynıdır.

AKIŞKANLAR MEKANİĞİ m 2 /s ve yoğunluğu 0.88 olan

Đçten Yanmalı Motor Tasarımı

İnstagram:kimyaci_glcn_hoca GAZLAR-1.

VENTURİMETRE DENEYİ 1. GİRİŞ

VİSKOZİTE ÖLÇÜM DENEYİ

KALDIRMA KUVVETİ. A) Sıvıların kaldırma kuvveti. B) Gazların kaldırma kuvveti


E = U + KE + KP = (kj) U = iç enerji, KE = kinetik enerji, KP = potansiyel enerji, m = kütle, V = hız, g = yerçekimi ivmesi, z = yükseklik

Transkript:

AKM 205-BÖLÜM 2-UYGULAMA SORU VE ÇÖZÜMLERİ 1 Bir otomobil lastiğinin basıncı, lastik içerisindeki havanın sıcaklığına bağlıdır Hava sıcaklığı 25 C iken etkin basınç 210 kpa dır Eğer lastiğin hacmi 0025 m 3 ise, lastik içerisindeki sıcaklık 50 C ye çıktığında meydana gelecek olan basınç artışını belirleyiniz Ayrıca bu sıcaklıkta lastik içerisindeki basıncı başlangıçtaki değerine düşürmek için lastikten atılması gereken hava kütlesini belirleyiniz Atmosfer basıncının 100 kpa olduğunu varsayınız 1 Verilen koşullarda hava ideal gaz olarak alınmıştır 2 Lastiğin hacmi sabit kalmıştır Havanın gaz sabiti = 0287 Başlangıçta lastiğin mutlak basıncı: = + = 210 + 100 = 310 = 0287 Havayı ideal gaz ve lastiğin hacminin sabit kaldığını kabul ederek, lastiğin son durumdaki basıncını şu şekilde hesaplayabiliriz: = (310 )= 336 Bu durumda basınç artışı: = = 336 310 = 26 Başlangıçtaki basıncı korumak için lastikten boşaltılması gereken hava miktarı: = 00906 = 00836 = = 00906 00836 = 00070 2 Su bir pompa ile yüksekte bulunan bir depoya pompalanmaktadır Su sıcaklığı 20 C olduğuna göre kavitasyondan kaçınmak için pompa içerisinde izin verilebilecek en düşük basıncın ne olacağını belirleyiniz 20 C de suyun buharlaşma basıncı: 2339kPa dır 1

Kavitasyondan kaçınmak için, sistemdeki basıncın sistemin hiçbir yerinde, verilen sıcaklıktaki suyun buharlaşma basıncının altına düşmemesi gerekir Yani; = @ = 2339 olması gerekir 3 Şekilde gösterilen sürtünmesiz piston-silindir düzeneğinde atmosfer basıncı altında 20 C sıcaklığında 10 kg su bulunmaktadır Daha sonra pistona bir F kuvveti uygulanarak içerideki basıncın izotermal olarak 100 atm ye çıkması sağlanmaktadır Bu sıkıştırma esnasında suyun sıkıştırılabilirlik katsayısının değişmediği kabul edilerek suyu sıkıştırmak için ne kadar enerji harcandığını belirleyiniz 1 Suyun sıkıştırılabilirlik katsayısı sıkıştırma sırasında sabit kalmaktadır Silindir içerisindeki su sistem olarak alınmıştır Suyu sıkıştırmak için gereken enerji, sistem üzerinde yapılan işe eşittir ve aşağıdaki şekilde ifade edilebilir: = Suyun sıkıştırılabilirlik tanımından; = = Bu ifadeyi başlangıç durumundan herhangi bir duruma aşağıdaki şekilde integre edebiliriz: = = Buradan P yi elde edebiliriz: = Burada elde ettiğimiz basınç ifadesini Denklem (1) de yerine yazarsak; = = = + ln 1 ya da = ( + )( )+ ( ) ya da (1 ( )) α: Suyun izotermal sıkıştırılabilirliği=480x10-5 atm -1 @20 C Başlangıçta 10 kg suyun kapladığı hacim: = 10 10 Sıkıştırıldıktan sonraki hacim: (001 )[1 (480 10 ) (100 1 )]= 9952 10 Sistem üzerinde yapılan iş: 2

= ( + )( )+ = 20833,33 21000 = (1 + 21000 )(10 10 9952 10 )+ (21000 ) (9952 10 ) = 279 10 2827 4 3 soruyu tekrar göz önüne alınız Sıkıştırma esnasında basıncın lineer olarak arttığını kabul ederek suyu izotermal olarak sıkıştırmak için ne kadar enerji harcandığını belirleyiniz 1 Basınç lineer olarak artmaktadır Silindir içerisindeki su sistem olarak alınmıştır Suyu sıkıştırmak için gereken enerji, sistem üzerinde yapılan işe eşittir ve aşağıdaki şekilde ifade edilebilir: = Lineer basınç artışı için: = = 505 ( ) ya da (1 ( )) α: Suyun izotermal sıkıştırılabilirliği=480x10-5 atm -1 @20 C Başlangıçta 10 kg suyun kapladığı hacim: = 10 10 Sıkıştırıldıktan sonraki hacim: (001 )[1 (480 10 ) (100 1 )]= 9952 10 Sistem üzerinde yapılan iş: = = ( )= (505 ) (9952 10 10 10 ) = 2242 10 = 2456 5 30x30 boyutlarında boyutlarında ince düzlemsel levha, araları 36 mm kalınlığında bir yağ tabakası ile dolu paralel iki levha arasında 1 m/s hızla yatay olarak çekilmektedir Plakalardan biri sabit, diğeri ise şekilde gösterildiği gibi 03 m/s sabit hızla sola doğru hareket etmektedir Aradaki yağın dinamik viskozitesi 0027 Pas olduğuna göre; (a) her bir tabakadaki hız profilini çizerek yağ hızının sıfır olduğu konumu bulunuz (b) Bu hareketi sürdürebilmek için uygulanması gerekli olan F kuvvetini belirleyiniz 3

1 Plakanın kalınlığı ihmal ediliyor 2 Hız profili akışkanın her yerinde lineer kabul ediliyor Yağın dinamik (mutlak) viskozitesi =0027 Pas= 0027 Ns/m 2 a)yağ tabakalarının sabit olan duvara göre hız profilleri aşağıdaki şekilde verilmiştir Hızın sıfır olduğu nokta A noktası ile gösterilmiştir ve bu noktanın yeri alttaki yağ tabakasındaki iki üçgenin benzerliği göz önünde bulundurularak belirlenebilir = = 023636 b) Levhanın üst ve alt yüzeylerine uygulanan kayma kuvvetleri şu şekilde hesaplanabilir;, =, 0027 (03 03 ) = 729, =, 0027 (03 03 ) ( ( )) = 308 Üst ve alt kayma kuvvetlerinin levhanın hareketine zıt yönde olduğu görülmektedir Levhanın hareketine devam edebilmesi için uygulanması gereken F kuvveti şekilde gösterildiği gibidir ve büyüklüğü: =, +, = 729 + 308 = 104 6 Şekilde gösterilen kavrama sistemi, 30cm çapında iki özdeş disk arasındaki 2mm kalınlığında ve viskozitesi =038 Ns/m 2 olan yağ üzerinden tork iletmek için kullanılmaktadır Tahrik mili 1450 devir/dk hızla dönerken, tahrik edilen mil 1398 devir/dakika hızla dönmektedir Aradaki yağ filmi içerisindeki hız dağılımını lineer kabul ederek iletilen torku belirleyiniz 1 Yağ tabakasının kalınlığı üniformdur 2 Disklerin açısal hızı sabit kalmaktadır Yağın dinamik (mutlak) viskozitesi = 038Ns/m 2 4

Diskler aynı doğrultuda ve 1 ve 2 farklı açısal hızlarıyla dönmektedir Disklerden birini sabit olduğunu ve diğerinin de 1-2 hızıyla döndüğünü kabul edebiliriz Film tabakasının her yerinde hız gradyeni V/h h: Yağ film tabakasının kalınlığı V: Teğetsel hız= 1-2)r Kayma gerilmesi: = Sonsuz küçük (diferansiyel) da alanına etki eden kayma kuvveti tork T şu şekilde hesaplanabilir: (2 ) (2 ) = İntegre edilirse = / = / = = 2 ( )= 2 ( )= 2 [(1450 1398) / ] = 5445 / = ( )( )( ) ( ) = 082 7 Kesik koni şeklindeki bir cisim, şekilde görüldüğü gibi içerisi 20 C sıcaklıktaki SAE 10W yağıyla doldurulmuş (μ=01 Pas) bir kapta sabit 200 rad/s hızla döndürülmektedir Cismin içerisinde döndüğü yağ filminin kalınlığı 12mm olduğuna göre, bu hareketi sağlamak için gerekli gücü hesaplayınız Ayrıca yağ sıcaklığının 80 C ye çıkması halinde (μ=00078 Pas) bu güçte yüzde kaç azalma olacağını belirleyiniz 1 Yağ tabakasının kalınlığı sabit kalmaktadır Yağ tabakasının h kalınlığındaki her yerinde hız gradyanı V/h olup V=ωR teğetsel hızdır Bu durumda koni şeklindeki cismin dönme ekseninden r mesafesinde oluşan kayma gerilmesi: = = 5

Alt ve üst yüzeyler: = 2 / / /, = (2 ) = = = / / /, = (2 ) = = = Yanal yüzey: = 2 = + Bu durumda = 2 =, = / / =, =, +, +, = 1 + + [ ( / ) ] d/d=4/12=1/3, = ( )( / ) ( ) ( ) 1 + (1/3) + ( )[ ( / ) ] ( ) / = 270 Gerekli güç yağın viskozitesiyle orantılıdır Bu durumda 80 C deki durumda gerekli güç;,, =,, = (270 )= 211 80 C de gereken güçten elde edilen tasarruf=270-211=2489 W=249 W %92 kazanç 8 0762 mm çapında cam tüp 20 C deki gazyağı içerisine daldırılmıştır Gazyağının bir cam yüzeyle olan temas açısı 26 olduğuna göre gaz yağının tüpteki yükselme miktarını bulunuz 1 Gazyağında hiçbir kirlilik ve camın yüzeyinde hiçbir bulaşık yoktur 2 Gazyağı atmosfere açıktır Dairesel bir borudaki kılcal yükselme, kuvvet dengesinden; h = 20 C gazyağı için yüzey gerilimi 0028 N/m, yoğunluğu ise 700 kg/m 3 olarak verilmiştir Böylece h yüksekliği: h = = 00192 6

9 Beklenenin aksine çelik bir bilye yüzey gerilimi sayesinde su üzerinde yüzebilir 20 C deki su üzerinde yüzebilecek bir çelik bilyenin maksimum çapı ne olmalıdır? Cevabınız alüminyum bilye için ne olurdu? Çelik ve alüminyumun yoğunluklarını sırasıyla 7800 kg/m 3 ve 2700 kg/m 3 olarak alınız 1 Su saf ve sıcaklığı sabittir 2 Bilye suya yavaşça bırakılacaktır böylece atalet etkileri ihmal edilebilir 3 Temas açısı maksimum çap için 0 alınmıştır 20 C deki suyun yüzey gerilimi = 0073 / steel: 7800kg/m 3 Al=2700 kg/m 3 Yüzey gerilim kuvveti ve bilyenin ağırlığı: /6 Topun su yüzeyinde yüzebilmesi için dikey yönde etkiyen kuvvetlerin bileşkesi sıfır olmalıdır ( ) ( ) / = 24 10 = 24 ( ) ( ) / = 41 10 = 41 7