< 2100 Laminer Akım > 4000 Türbülent Akım Arası : Kararsız durum (dönüşüm)

Benzer belgeler
Maddelerin Fiziksel Özellikleri

ONDOKUZ MAYIS ÜNİVERSİTESİ MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ KİMYA MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ ORGANİK KİMYA LABORATUVARI DENEY 8 : YÜZEY GERİLİMİNİN BELİRLENMESİ

POLİMER ÇÖZELTİLERİN YOĞUNLUK, VİSKOZİTE ve YÜZEY GERİLİMİ ÖLÇÜMÜ DENEY FÖYÜ

VİSKOZİTE ÖLÇÜM YÖNTEMLERİ VE YÜZEY GERİLİMİ DENEY FÖYÜ

Sıvılar ve Katılar. Maddenin Halleri. Sıvıların Özellikleri. MÜHENDİSLİK KİMYASI DERS NOTLARI Yrd. Doç. Dr. Atilla EVCİN

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

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

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

1. AKIŞKANLARIN TEMEL ÖZELLİKLERİ

SIVILAR YÜZEY GERİLİMİ. Bir sıvı içindeki molekül diğer moleküller tarafından sarılmıştır. Her yöne eşit kuvvetle çekilir.daha düşük enerjilidir.

HİDROLİK. Yrd. Doç. Dr. Fatih TOSUNOĞLU

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

Akışkanların Dinamiği

Farmasötik Teknoloji ABD

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

3. AKIŞKANLARDA FAZ DEĞİŞİKLİĞİ OLMADAN ISI TRANSFERİ

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

Bölüm 8: Borularda sürtünmeli Akış

SU ÜRÜNLERİNDE MEKANİZASYON

V = g. t Y = ½ gt 2 V = 2gh. Serbest Düşme NOT:

3.1. Basınç 3. BASINÇ VE AKIŞKAN STATİĞİ

AKM 205 BÖLÜM 8 - UYGULAMA SORU VE ÇÖZÜMLERİ

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

DERS-3 -REOLOJİ- VİSKOZİTE VE AKIŞ TİPLERİ

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

ÇEV-220 Hidrolik. Çukurova Üniversitesi Çevre Mühendisliği Bölümü Yrd. Doç. Dr. Demet KALAT

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

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

VİSKOZİTE ÖLÇÜM YÖNTEMLERİ VE YÜZEY GERİLİMİ DENEY FÖYÜ

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

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

Yüzey Gerilimi ve Temas Açısı Ölçümü

Akışkanların Dinamiği

MADDE VE ÖZELIKLERI. Katı, Sıvı ve Gazlarda Basınç 1

ÖĞRENME ALANI : FİZİKSEL OLAYLAR ÜNİTE 2 : KUVVET VE HAREKET

Gazların sıcaklık,basınç ve enerji gibi makro özelliklerini molekül kütlesi, hızı ve sayısı gibi mikroskopik özelliklerine bağlar.

11. BÖLÜM: TOPRAK SUYU

KATI BASINCI: Özellikler: 1. Eğer zemine uygulanan kuvvet zemine dik değilse, kuvvetin dik bileşeni alınarak basınç bulunur.

Borularda Akış. Hesaplamalarda ortalama hız kullanılır.

DOLAŞIM - HEMODİNAMİK AKIŞKAN OLARAK BİYOLOJİK SIVILARIN (KAN) TEMEL ÖZELLİKLERİ. Prof. Dr. Belma TURAN Biyofizik Anabilim Dalı

SUYUN FİZİKSEL ÖZELLİKLERİ (UYGULAMA)

SIVILAR VE ÖZELLİKLERİ

DERS-5 VİSKOZİTE ÖLÇÜM YÖNTEMLERİ

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

AKIŞ REJİMİNİN BELİRLENMESİ

2. Basınç ve Akışkanların Statiği

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

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

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

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

VİSKOZİTE SIVILARIN VİSKOZİTESİ

NÖ-A NÖ-B. Adı- Soyadı: Fakülte No:

AKM 205-BÖLÜM 2-UYGULAMA SORU VE ÇÖZÜMLERİ

Açık hava basıncını ilk defa 1643 yılında, İtalyan bilim adamı Evangelista Torricelli keşfetmiştir. Yaptığı deneylerde Torriçelli Deneyi denmiştir.

3. ÜNİTE BASINÇ ÇIKMIŞ SORULAR

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

BİLECİK ŞEYH EDEBALİ ÜNİVERSİTESİ MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ MAKİNE VE İMALAT MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ

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

TOPRAK SUYU. Toprak Bilgisi Dersi. Prof. Dr. Günay Erpul

VENTURİMETRE DENEYİ 1. GİRİŞ

1.1. Giriş GİRİŞ ve TEMEL KAVRAMLAR

İnstagram:kimyaci_glcn_hoca GAZLAR-1.

Sıvılarda Basınç. Sıvıların basıncı, sıvının yoğunluğuna ve sıvının derinliğine bağlıdır.

G = mg bağıntısı ile bulunur.

2: MALZEME ÖZELLİKLERİ

ATIK SULARIN TERFİSİ VE TERFİ MERKEZİ

BASINÇ ( SIVILARIN BASINCI )

Akışkanlar Mekaniği. Bölüm-II. Akışkanların Statiği

GENEL KİMYA. Yrd.Doç.Dr. Tuba YETİM

AKIŞKANLAR MEKANİĞİ-II

Hareket Kanunları Uygulamaları

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

F KALDIRMA KUVVETİ (ARCHİMEDES PRENSİBİ) (3 SAAT) 1 Sıvıların Kaldırma Kuvveti 2 Gazların Kaldır ma Kuvveti

8. Sınıf II. Ünite Deneme Sınavı Farklılık Ayrıntılarda Gizlidir

BÖLÜM 6 PROSES DEĞİŞKENLERİNİN İNCELENMESİ

KAYMALI YATAKLAR I: Eksenel Yataklar

Yüzey gerilimi. Hidayet TERECİ

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

BÖLÜM 1: TEMEL KAVRAMLAR

AKIŞKANLAR MEKANİĞİ UYGULAMA SORULARI

Hidrolik ve Pnömatik Sistemler

5. Boyut Analizi. 3) Bir deneysel tasarımda değişken sayısının azaltılması 4) Model tasarım prensiplerini belirlemek

ÇEV-220 Hidrolik. Çukurova Üniversitesi Çevre Mühendisliği Bölümü Yrd. Doç. Dr. Demet KALAT

BİLECİK ŞEYH EDEBALİ ÜNİVERSİTESİ MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ MAKİNE VE İMALAT MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ

BASINCA SEBEP OLAN ETKENLER. Bu bölümü bitirdiğinde basınca sebep olan kuvvetin çeşitli etkenlerden kaynaklanabileceğini fark edeceksin.

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

İÇİNDEKİLER ÖNSÖZ Bölüm 1 DAİRESEL HAREKET Bölüm 2 İŞ, GÜÇ, ENERJİ ve MOMENTUM

Su seviyesi = ha Qin Kum dolu sütun Su seviyesi = h Qout

KARARLI HAL ISI İLETİMİ. Dr. Hülya ÇAKMAK Gıda Mühendisliği Bölümü

BASINÇ VE KALDIRMA KUVVETI. Sıvıların Kaldırma Kuvveti

Ödev 1 ve Cevapları. K. mol

KİNETİK GAZ KURAMI. Doç. Dr. Faruk GÖKMEŞE Kimya Bölümü Hitit Üniversitesi Fen Edebiyat Fakültesi 1

5. AKIM İÇİNDEKİ CİSİMLERDEN AKIŞ. (Ref. e_makaleleri)

YÜZEY GERİLİMİ KAPİLER YÜZEYİN ŞEKLİ BİR KAPİLER TÜP İÇİNDE YÜKSELME

Adı - Soyadı: Bekir Ergül Sınıf: 9-D No: 977 Öğretmeni: Fahrettin Kale

KATILARIN ve DURGUN SIVILARIN BASINCI

5 kilolitre=..lt. 100 desilitre=.dekalitre. 150 gram=..dag g= mg. 0,2 ton =..gram. 20 dam =.m. 2 km =.cm. 3,5 h = dakika. 20 m 3 =.

ONDOKUZ MAYIS ÜNİVERSİTESİ MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ KİMYA MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ KMB-305 KİMYA MÜHENDİSLİĞİ LABORATUVARI I

Viskozite, Boyutsuz Reynolds Sayısı, Laminer ve Türbülanslı akımlar

Basınç sensörlerinin endüstride kullanımı

Transkript:

Sıvıların Viskozluğu Viskozluk : η (Gazlarda sıvılar gibi akmaya karşı direnç gösterirler, bu dirence viskozluk denir) Akıcılık : φ (Viskozluğun tersi olan niceliğe akıcılık denir, viskozitesi yüksek olan sıvının akıcılığı düşüktür, gliserin suya göre daha yavaş akar) φ = 1/η Laminer Akım (tabakalı veya viskoz akım) : Düşük hızlarda, düzlemsel ve sadece akım yönünde hareket Türblent Akım (kargaşalı akım) : Yüksek hızlarda, her yöne üç boyutlu hareket. Kritik hız : Laminer den Türblent akıma geçilir, viskozite, yoğunluk, akış borusunun iç çapına bağlı olup her sıvı için ve her boru için farklıdır. < 2100 Laminer Akım > 4000 Türbülent Akım Arası : Kararsız durum (dönüşüm) Reynold Sayısı : (Boyutsuz bir nicelik ) D borunun iç çapını, u akış hızını, p yoğunluğu, η ise viskozluğu simgelemektedir.

Sürtünme Basıncı, Sürtünme Kuvveti ve Viskozluk η : Mutlak Viskozluk SI birimi : Nsm -2 CGS birimi : dyn s cm -2 Sürtünme basıncı : Birbirine değerek farklı hızlarda akan sıvı tabakalarından birinin birim alanına etkiyen kuvvete sürtünme basıncı denir. Hız gradienti : Sıvının akış hızının çeperden çerden merkeze doğru uzaklığa bağlı olarak değşimidir.

N : Sürtünme basıncı hız gradienti ile doğrusal olarak değişen Sıvılara Newtonien akışkanlar denir. Gazlar Çözeltiler Kolloidal olmayan sıvılar Newtonien akışkanlardır. B: Bingham Akışkanları (Kil süspansiyonları ve bazı plastikler) L: Kauçuk ve bazı sahte plastikler (pseudoplastics) REOLOJİ D : Bazı emülsüyonlar

Poiseuille Denklemi Hacimsel debi yada Poiseuille debklemi

Viskozluk Ölçümü Düşey konumdaki bir kılcal borudan belli hacimdeki bir sıvının akış süresi ölçülerek poiseuille denkleminden viskozluğa geçilebilmektedir. v akan sıvının hacmini t akma süresini, r kılcalın yarıçapını, h akmann başladığı andaki hidrostatik yüksekliği, l işaretli iki çizgi arasında kalan kılcalın uzunluğunu, p sıvının yoğunluğunu η ise viskozluğunu göstermektedir. Poiseuille denklemindeki basınç farkı p 1 -p 2 =Δp=hpg şeklinde a ve b çizgileri arasındaki hidrostatik basınca eşittir. = v/t

Stokes metodu ile viskozite tayini Bir metal bilyenin bir sıvı içine bırakılmasıyla bilye yerçekimi kuvveti ile buna ters yöndeki stokes sürtünme kuvveti etkisi arasındadır. Bu iki kuvvet dengelendiğinde bilye limit hıza erişir ve sıvı içerisinde düzgün doğrusal bir hareketle aşağı düşer. a ve b arasında limit hızla düşme süresi ölçülerek ; F(yerçekimi kuvveti) = F(Stokes sürtünme kuvveti) eşitliğinde p' sıvının yoğunluğu p metal bilyenin yoğunluğu, r kürenin yarıçapı, v limit hız oda z yükseklik ve t düşme süresi olmak üzere v=z/t, olmak üzere eşitliğin iki ayrı sıvı için yazılıp oranlanmasıyla ; Gazların viskozluğu sıcaklıkla yükseldiği halde sıvıların viskozluğu sıcaklıkla düşer. Sıvıların viskozluğunun sıcaklığa bağlılığı A bir sabit, E v viskozluk enerjisini, T ise sıcaklığı göstermektedir

ÖRNEK 1: Bir ostwald viskozimetresinden 20 ᴼC sıcaklıkta n-butil alkol ve suyun akma süreleri sırayla 464,4 s ve 128,4 s olarak ölçülmüştür. Her iki sıvının aynı sıcaklıktaki yoğunlukları sırayla 0,80961 g/cm 3 ve 0,99820 g/cm 3 dür. Verilen sıcaklıkta suyun mutlak viskozluğu 1,005 x 10-2 P olarak verildiğine göre n-butil alkolün aynı sıcaklıktaki mutlak viskozluğunu bulunuz. ÇÖZÜM : η 2 = η 1 η' 2 = η 1 (p 2 t 2 /p 1 t 1 ) η 2 = (1,005 x 10-2 ) x (0,80961 x 464,4/0,99820 x 128,4) η 2 = 2,948 x 10-2 P

ÖRNEK 2: Suyun mutlak viskozluğunun 1,009 x 10-2 P olduğu bir sıcaklıkta bir ostwald viskozimetresinden heptan ve suyun akma süreleri sırayla 83,8 s ve 142,3 s dir. Bu sıvıların deney sıcaklığındaki yoğunlukları sırayla 0,689 g/cm 3 ve 1,000 g/cm 3 olarak ölçüldüğüne göre heptan için bağıl ve mutlak viskozluğu bulunuz. ÇÖZÜM : η 2 = η 1 η' 2 = η 1 (p 2 t 2 /p 1 t 1 ) η 2 =1,009 x 10-2 (0,689 x 83,8 / 1,000 x 142,3) η 2 = 0,406 cp η' 2 = 0,405

ÖRNEK 3 : Sıcaklığı 20 C olan suyun yoğunluğu 0,9982 g/cm3 olarak ölçülmüştür. Yoğunluğu 3.151 g/cm3 olan bir metalden yapılmış 9,23 x 10-4 cm yarıçaplı bir kürecik su içinde 50 cm lik yükseklikten 1254,3 s de düşüyor. Suyun 20 C deki mutlak viskozluğunu bulunuz. ÇÖZÜM : η =(2/9) r 2 (p-p')g/v η = (2/9) x (9,23 x 10-4 ) 2 x (3,151-0,9982) x 981/(50/1254,3) η = 1,003 x 10-2 g/cm s =1,003 x 10-2 P =1,003cP

Sıvıların Yüzey Gerilimi Gazlarda sözkonusu olmayan yüzey gerilimi sıvı ve katılara özgü bir konudur. Sıvıların içindeki moleküller üzerine etkiyen kuvvetlerin bileşkesi sıfır olduğu halde sıvı yüzeyindeki moleküller sıvının içine çeken net bir kuvvetin etkisi altındadır. Yüzeyi küçültmeye çalışan bu kuvvetleri yenmek için dışarıdan sıvıya enerji vermek gerekir. Sabit sıcaklık ve basınçta sıvı yüzeyini 1 m 2 veya 1 cm 2 büyütmek için verilmesi gereken enerjiye yüzey gerilimi adı verilir ve σ ile simgelenir. Buna göre yüzey geriliminin birimi J/m 2 veya N/m, CGS birim sisteminde erg/cm 2 veya dyn/cm olur

Şekildeki düzenek yardımıyla f kuvvetinin etkisiyle bir sıvı filminin yüzeyi 2ld kadar büyütülebilir çünkü sıvının iki yüzeyi vardır. Sıvının yüzey enerjisi σ olduğundan gerekli enerji 2ldσ olur bu enerji F kuvveti ile d yolunu alırken yaptığı Fd işine eşit olur. enerji /yüzey yada kuvvet / uzunluk

Yüzey geriliminin ölçülmesi Metodlar Sıvıların bir kılcalda yükselmesi veya düşmesi Damla kütlelerini belirleme Damla sayma (stalagmometri) Bir halkanın sıvıdan koparılması Maksimum kabarcık basıncının belirlenmesi

Adhezyon kuvvetleri Kohezyon kuvvetleri İç bükey sıvılar Dış bükey sıvılar Şekilde, su gibi ıslatan sıvıların kılcalda kendiliğinden yükselmekte olduğu, civa gibi ıslatmayan sıvıların kendiliğinden alçalmakta olduğu görülmektedir. Islatan sıvılarda su molküllerinin kendi aralarındaki çekim kuvvetleri su-cam molekülleri arasındaki çekim kuvvetlerinden daha küçüktür. Sucam arası çekim kuvvetlerine Adhezyon kuvvetleri, su-su arası kuvvetlere Kohezyon kuvvetleri denir. Adhezyon kuvvetleri etkin olduğunda sıvılar İç bükey oluşturur. Kohezyon etkinliğinde ise dış bükey oluştururlar.

Sıvının kılcalda yükselmesi ile viskozite tayini Sıvıları kılcal içinde aşağı yada yukarı doğru çeken kuvvet σ yüzey geriliminin σ y bileşenidir. Yüzey geriliminin σ x bileşeni kılcal boru duvarı ile etkitepki sonucu harekete yol açmamaktadır. = Tam olarak ıslatan sıvılar için θ = 0 ve cosθ =1 Buradaki Δp sıvı sütununun hidrostatik basıncını göstermektedir

Maksimum kabarcık basıncı ile viskozite tayini

Damla sayısı (stalagmometre) metodu ile viskozite ölçümü Stalagmometrenin alt ucundaki 2πr çevresine etkiyen 2πrσ toplam yüzey gerilim kuvetini kendi ağırlığıyla yenen bir damla koparak düşer kopma konumundaki kuvvet denkliğinden, v hacminden oluşan damlaların sayısı n ve yoğunluğu p olmak üzere Yoğunlukları birbirine yakın olan sıvılar için

ÖRNEK 1: Etil asetatın 20 C deki yoğunluğu 0,9005 g/cm 3 dür. Aynı sıcaklıkta yarıçapı 0,01294 cm olan bir kılcalda 4,12 cm yükselen etil asetatın yüzey gerilimini bulunuz. ÇÖZÜM : πr 2 hpg = 2πrσ 0,01294 x 4,12 cm x 0,9005 g/cm 3 x 9,81 x 10 2 = 2 x σ σ = 23,5 dyn/cm

ÖRNEK 2: Bir metal silindirin tabanındaki düzgün dairesel bir deliğin çapı 0,04 mm dir. Delikten damlama başlayana dek silindire su dolduruluyor. Metali ıslatan suyun deney sıcaklığındaki yüzey gerilimi 72 dyn/cm ve yoğunluğu 1,0 g/cm3 olduğuna göre silindirdeki suyun yüksekliğini bulunuz. ÇÖZÜM : πr 2 hpg = 2πrσ rhpg=2σ 0,02 x h x 1 x 981 = 2 x 72 h= 7,34 cm

ÖRNEK 3 : Bir stalagmometreden koparak düşen benzen ve bilinmeyen sıvı damlalarının 20 ᴼC deki ortalama kütleleri sırayla 0,052 g ve 0,042 g olarak ölçülmüştür. Benzenin deney sıcaklığındaki yüzey gerilimi 28,9 dyn/cm olduğuna göre diğer sıvının aynı sıcaklıktaki yüzey gerilimini bulunuz. ÇÖZÜM : m 1 g = 2πrσ 1 m 2 g = 2πrσ 2 m 1 / m 2 = σ 1 / σ 2 0,052 / 0,042 = 28,9 / σ 2 σ 2 = 23,3 dyn/cm

ÖRNEK 4 : Bir stalagmometreden 20 ᴼC de akan su ve yoğunluğu yakın bir başka sıvı damlalarının sayısı sırayla 30 ve 60 dır. Suyun deney sıcaklığındaki yüzey gerilimi 72.8 dyn/cm olduğuna göre diğer sıvının aynı sıcaklıktaki yüzey gerilimini bulunuz. m 1 g = 2πrσ 1 (v/n 1 ) x g = 2πrσ 1 (v/n 2 ) x g = 2πrσ 2 σ 1 / σ 2 = n 2 / n 1 72,8 / σ 2 = 60 /30 σ 2 = 36,4 dyn/cm