TEKNOLOJİNİN BİLİMSEL İLKELERİ. Bölüm-8 SIVI AKIŞKANLARDA BASINÇ. Akışkanlar sıvı ve gaz olarak ikiye ayrılırlar.

Benzer belgeler
AKIŞKAN STATİĞİNİN TEMEL PRENSİPLERİ

2. Basınç ve Akışkanların Statiği

Kütlesel kuvvetlerin sadece g den kaynaklanması hali;

SAKARYA ÜNİVERSİTESİ SAKARYA MESLEK YÜKSEKOKULU

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

CĠSMĠN Hacmi = Sıvının SON Hacmi - Sıvının ĠLK Hacmi. Sıvıların Kaldırma Kuvveti Nelere Bağlıdır? d = V

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

3. ÜNİTE BASINÇ ÇIKMIŞ SORULAR

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

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

Pamukkale Üniversitesi. Makine Mühendisliği Bölümü. MENG 219 Deney Föyü

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

MADDE VE ÖZELIKLERI. Katı, Sıvı ve Gazlarda Basınç 1

KATILARIN ve DURGUN SIVILARIN BASINCI

MANOMETRELER 3.1 PİEZOMETRE

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

Akışkanların Dinamiği

Akışkanların Dinamiği

3.1. Basınç 3. BASINÇ VE AKIŞKAN STATİĞİ

Enerji var veya yok edilemez sadece biçim değiştirebilir (1.yasa)

ÖĞRENME ALANI : FİZİKSEL OLAYLAR ÜNİTE 2 : KUVVET VE HAREKET

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

1. AKIŞKANLARIN TEMEL ÖZELLİKLERİ

MAKİNE MÜHENDİSLİĞİNE GİRİŞ Ders 4

İdeal gaz Moleküllerin özhacimlerinin moleküllerin serbestçe dolaştıkları tüm hacim oranı çok küçük olan (yani tüm hacim yanında ihmal edilebilecek

Basınç sensörlerinin endüstride kullanımı

CMK-202 / CMT204 Hidrolik - Pnömatik. Prof. Dr. Rıza GÜRBÜZ

TEMEL KAVRAMLAR. Öğr. Gör. Adem ÇALIŞKAN

MEKATRONİĞİN TEMELLERİ HİDROLİK/PNÖMATİK SİSTEMLER

Sıcaklık: Newton un ikinci hareket yasasına göre; Hareket eden bir cismin kinetik enerjisi, cismin kütlesi ve hızına bağlıdır.

ÖĞRENME ALANI: Kuvvet ve Hareket 2.ÜNİTE: Kaldırma Kuvveti ve Basınç. Kaldırma Kuvveti

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

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

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

OREN3005 HİDROLİK VE PNÖMATİK SİSTEMLER

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

HİDROSTATİK. PDF created with FinePrint pdffactory trial version

SORULAR VE ÇÖZÜMLER. Adı- Soyadı : Fakülte No :

Akışkanlar Mekaniği. Bölüm-II. Akışkanların Statiği

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

ÇÖZÜMLER. γ # γ + z A = 2 + P A. γ + z # # γ # = 2 + γ # γ + 2.

BASINÇ ( SIVILARIN BASINCI )

BÖLÜM 2 AKIŞKANLARIN STATİĞİ (HİDROSTATİK)

SIVI AKIŞKANLAR SIVI AKIÞKANLAR

Bölüm 3 BASINÇ ve AKIŞKAN STATİĞİ

METEOROLOJİ. IV. HAFTA: Hava basıncı

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

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

Bölüm 3: Basınç ve Akışkan Statiği

4.Sıkıştırılamayan Akışkanlarda Sürtünme Kayıpları

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

BURSA TEKNİK ÜNİVERSİTESİ MÜHENDİSLİK VE DOĞA BİLİMLERİ FAKÜLTESİ MAKİNE MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ MAKİNE LABORATUVAR DERSİ POMPA DENEYİ

BİLECİK ŞEYH EDEBALİ ÜNİVERSİTESİ MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ MAKİNE VE İMALAT MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ

Bölüm 5: Sonlu Kontrol Hacmi Analizi

8. Sınıf II. Ünite Deneme Sınavı Farklılık Ayrıntılarda Gizlidir

A) B) C) D) E) Tarih.../.../... ADI: SOYADI: No: Sınıfı: A) GRUBU ALDIĞI NOT:...

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

Karda yada kumda yürürken sivri topuklu ayakkabılarla yürümek neden zordur? Ördekler nasıl olurda bataklıkta batmadan yürüyebilirler?

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

GENEL KİMYA. 10. Hafta.

Tanım Akışkanların Statiği (Hidrostatik) Örnekler Kaldırma Kuvveti Örnek Eylemsizlik Momenti Eylemsizlik Yarıçapı

Kx, Ky, Kz ; Birim kütleye etki eden kütlesel kuvvet bileşenleri

NÖ-A NÖ-B. Adı- Soyadı: Fakülte No:

METEOROLOJİ. VI. Hafta: Nem

GAZLAR GAZ KARIŞIMLARI

BÖLÜM 6 PROSES DEĞİŞKENLERİNİN İNCELENMESİ

SUYUN FİZİKSEL ÖZELLİKLERİ (UYGULAMA)

ONDOKUZ MAYIS ÜNİVERSİTESİ MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ KİMYA MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ KMB 305 KİMYA MÜHENDİSLİĞİ LABORATUVARI - 1

elde edilir. Akışkan dinamiğinde değişik akım tipleri vardır. Bunlar aşağıdaki gibi tanımlanabilir (Ayyıldız 1983).

HİDROSTATİK BASINÇ KUVVETLERİN HESABI (Belirli bir yüzey üzerinde basınç dağılışının meydana getirdiği kuvvet)

BASINÇ VE KALDIRMA KUVVETI. Sıvıların Kaldırma Kuvveti

İnstagram:kimyaci_glcn_hoca GAZLAR-1.

T.C. BALIKESİR ÜNİVERSİTESİ MÜHENDİSLİK MİMARLIK FAKÜLTESİ MAKİNE MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ TE-605 SERİ PARALEL HAVA KOMPRESÖR EĞİTİM SETİ

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

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

MOTOR TERMODİNAMİĞİ. Yrd. Doç. Dr. Seyfi POLAT Hitit Üniversitesi Teknik Bilimler Meslek Yüksekokulu Motorlu Araçlar Ve Ulaştırma Teknolojileri Bölümü

Hidroliğin Tanımı. Hidrolik, akışkanlar aracılığıyla kuvvet ve hareketlerin iletimi ve kumandası anlamında kullanılmaktadır.

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

TEKNİK FİZİK ÖRNEK PROBLEMLER-EK2 1

AKIŞKANLAR MEKANİĞİ UYGULAMA SORULARI

HACETTEPE ÜNİVERSİTESİ GIDA MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ GMU 319 MÜHENDİSLİK TERMODİNAMİĞİ Çalışma Soruları #4 ün Çözümleri

DEN 322. Pompa Sistemleri Hesapları

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

AKIŞKANLAR MEKANİĞİ 1. YILİÇİ SINAVI ( )

TEMEL KAVRAMLAR VE BİRİMLER

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

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

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

BÖLÜM 1: TEMEL KAVRAMLAR

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

T.C. GAZİ ÜNİVERSİTESİ TEKNOLOJİ FAKÜLTESİ ENERJİ SİSTEMLERİ MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ AKIŞKANLAR MEKANİĞİ LABORATUVARI

KYM 101 KİMYA MÜHENDİSLĞİNE GİRİŞ PROBLEM SETİ

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

MAK-LAB007 AKIŞKAN YATAĞINDA AKIŞKANLAŞTIRMA DENEYİ

SAKARYA ÜNİVERSİTESİ SAKARYA MESLEK YÜKSEKOKULU

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

Maddelerin Fiziksel Özellikleri

AKM 205-BÖLÜM 2-UYGULAMA SORU VE ÇÖZÜMLERİ

Prof. Dr. Osman SİVRİKAYA Zemin Mekaniği I Ders Notu

ÖĞRENME ALANI : FİZİKSEL OLAYLAR ÜNİTE 2 : KUVVET VE HAREKET. E GAZLARIN BASINCI 1 Açık Hava (Atmosfer) Basıncı 2 Kapalı Kaplardaki Gaz Basıncı

Transkript:

Bölüm-8 SIVI AKIŞKANLARDA BASINÇ 8.1. Sıvı Akışkanlarda Basınç Akışkanlar sıvı ve gaz olarak ikiye ayrılırlar. Sıvı akışkanlar sıkıştırılamayan, gaz akışkanlar ise sıkıştırılabilen akışkanlar olarak isimlendirilirler. Akışkanlar çok küçük kuvvet tesiri ile şekil değiştirebilen ve bulundukları kabın şeklini alan maddelerdir. Sıvı ve gaz akışkanların en önemli özellikleri basınçtır. Şekil 8.1 de sıvı akışkanları bulundukları kaplara yaptıkları basınç görülmektedir. Şekil 8.1 (a) ve (b) Birim alanı etkiyen akışkan kuvveti basınç olarak isimlendirilir. P ile gösterilir, birimi ise N/m olup, kısaca Pascal (Pa) olarak ifade edilir. Pascal çok küçük basınç birimi olduğunda bunun yerine kpa kullanılır. 48

Basınç = Kuvvet Alan P = A P = 1 = A 1 A Basıncı ifade için kpa dışında diğer birim sistemlerinden bar (CGS), kg/cm (MS) ve psı (İngiliz sistemi) basınç birimi olarak endüstride kullanılmaktadır. 100 kpa 1 bar 1kg/cm 14,5 psı Basınç ölçümünde akışkan basıncı kpa, bar, psı olarak okunduğu gibi mm Su sütünu (mmwc) olarak da basınç ölçülebilmektedir. 8.. Atmosfer Basıncı, Sıvı Basıncı ve Toplam Basınç 8..1. Atmosfer Basıncı Yeryüzünde canlı, cansız tüm cisimler üzerine atmosfer basıncı etkimektedir. Atmosfer basıncını ölçen aletlere barometre denir. Şekil 8. de basit bir barometre görülmektedir. Deniz seviyesinde 0 C de yapılan ölçümlerde barometrenin cıva yüksekliği 760 mm olarak görülmektedir. Bu değer yaklaşık 1 bar veya 100 kpa basınca karşılık gelmektedir. Yukarılara çıkıldıkça atmosfer basıncı düşmektedir. Genelde tüm hesaplamalarda atmosfer basıncı ortalama olarak 100 kpa olarak alınmaktadır. Şekil 8.. Barometre 49

8... Sıvı Basıncı Şekil 8.3 de görüldüğü gibi bir kabın içerisine su konulduğunda sıvı kabın taban alanına ağırlığı nedeni ile kuvvet uygulayacaktır. Bu kuvvet ise basınca neden olmaktadır. Basıncın büyüklüğü sıvının yüksekliğine ve özgül kütlesine bağlıdır. Şekil 8.3. Durgun Sıvılarda Basınç Kabın tabanına etkileyen basıncın değeri P = ρ g h. P (Pa) = ρ (kg/m 3 ). g (m/s ). h (m) Bu basınca sıvının bağıl basıncı veya akışkan basıncı denir. Soru 8.1. Şekil 8.3 de görülen kabın içinde su bulunmaktadır. H yüksekliği 100 cm, kabın taban alanı ise 500 cm dir. Buna göre suyun kabın tabanına yaptığı basıncı ve uyguladığı kuvveti hesaplayınız? (Suyun özgül kütlesi 1000 kg/m 3, yer çekimi ivmesi 10 m/s dir). P = ρ g h p = 1000 x 10 x 0,1 p = 1000 Pa P = A = 1000 (Pa) x 500x10-4 (m ) = 500 N 50

8..3. Toplam veya Mutlak Basınç Sıvıların yapmış olduğu basınca atmosfer basıncı da dahil edildiğinde bulunan basınç değeri toplam veya mutlak basınçtır. Atmosfer basıncı yaklaşık 100 kpa cıvarında olup, cıva yüksekliği verildiği taktirde p = ρgh ifadesinde barometre yüksekliği h yerine yazılarak hesaplanır. Cıvanın özgül kütlesi 13600 kg/m 3 dür. Atmosfer basıncı fazla değişmemekle birlikte sıvı basıncı derinlere gidildikçe artmaktadır. Şekil 8.4 de atmosfer basıncı, sıvı basıncı ve toplam basınç arasındaki ilişki görülmektedir. Şekil 8.4. Toplam Basınç Grafiği Toplam Basınç = Sıvı Basıncı + Atmosfer Basıncı PT (kpa) = PS (kpa) + PAt (kpa). Soru 8.. Şekil 8.3 de görülen kabın bulunduğu ortamda yapılan ölçümlerde barometrede okunan basınç değeri 740 mm olduğuna göre kabın tabanına etkiyen toplam basıncı hesaplayınız? (Cıvanın özgül kütlesi ρ=13600 kg/m 3,yerçekimi ivmesi 10m/s ) PAt = ρhg g h PAt = 13600 (kg/m 3 ) x 10(m/s ) x 0,74 (m). PAt = 100640 Pa PAt 100 kpa. 51

Akışkanın sıvı basıncı ise Soru 8.1 de 1000 Pa yani 10 kpa olarak hesap edilmiştir. Toplam Basınç Pt (kpa) = Atmosfer Basıncı + Sıvı Basıncı = 100 (kpa) + 10 (kpa) Pt = 110 kpa = 1,1 bar Soru 8.3. Şekil 8.5 de görülen çek valf ile bir tank içindeki suyun geri dönüşü engellenmektedir. Su basıncı 0 kpa, su ile temasta olan valf kafasının alanı 7 mm olduğuna göre çek valfe etkiyen kuvveti hesaplayınız? Şekil 8.5. P = A = (N) = P (Pa). A (m ) 1x10-6 mm = 1 m = 0. 10 3 (Pa). 7. 10-6 (m ) = 50 N. Soru 8.4. Şekil 8.6 da görülen hidrolik sistemde I. Pistonun kesit alanı 100 cm, II. Pistonun kesit alanı 400 cm dir. Birinci pistona etkiyen kuvvet 10 kn olduğuna göre; a) Akışkanda meydana gelen basıncı (kpa) b) II no lu pistondan elde edilecek kuvveti hesaplayınız (N)? 5

Şekil 8.6. Hidrolik Piston a) P = A P = 10 000(N) 100.10 4 (m ) P = 1000. 10 3 (Pa). P1 = P = P = 1000 kpa veya 1000.10 3 Pa b) 1 10(kN) = (kn) A1 A 100(cm ) 400(cm ) = = 40 kn 8.3. Basınç Ölçüm Aletleri Basınç ölçümünde kullanılan aletlere Manometre denir. Manometreler U tipi ve göstergeli olmak üzere ikiye ayrılır. U tipli manometreler küçük basınçlar için (max 00-300 kpa) ibreli manometreler ise büyük basınçların (1 bar 1000 bar) veya daha fazla basınçların ölçümünde kullanılır. 8.3.1. U tipli ve Eğimli Manometreler U tipli manometrelerin içerisine cıva, alkol veya renkli sıvı konulmaktadır. Genelde çok küçük basınçlarda kullanılır. Şekil 8.7 de U tipli ve eğimli manometre görülmektedir. 53

Şekil 8.7. U tipli (a) ve Eğimli Manometre (b) U tipli veya eğimli manometrelerin bir ucu atmosfere açık, diğer ucu basıncı ölçülecek kaba bağlanır. Basınç arttıkça manometre içindeki sıvı yükselir. Bu yükselme miktarı basıncın arttığını gösterir. Bu tip manometrelerde okunan basınç değeri toplam basınçtır. 8.3.. İbreli (Göstergeli) Manometreler Endüstride en fazla kullanılan manometre tipidir. Bourdan tipli, yaylı olmak üzere iki şekilde imal edilirler. Şekil 8.8 de Bourdan tüplü ve Yaylı (Diyaframlı) manometreler görülmektedir. Şekil 8.8. Bourdan Tüplü (a) ve Yaylı (b) Manometreler 54

Bu tür manometrelerde göstergeler kpa/psı, bar/psı veya kg/cm /psı şeklinde tasarlanır. İbreli manometreler çeşitli ölçüm aralıklarında imal edilirler. 0-50 bar, 0-50 bar gibi. İbreli manometrelerde okunan basınç akışkan basıncıdır. Üzerine atmosfer basıncı ilave edilirse toplam basınç elde edilir. Soru 8.5. Şekil 8.9 da görülen U tüplü manometre ile akışkan basıncı ölçülmektedir. U tüplü manometrede cıva kullanılmakta olup, h yüksekliği 100 cm dir. Atmosfer basıncı 100 kpa olan bir ortamda basınçlı kaptaki toplam basıncı hesaplayınız? (Cıvanın özgülkütlesi 136000 kg/m 3, yerçekimi ivmesi 10 m/s dir). Şekil 8.9 Psıvı= ρ g h p = 13600 (kg/m 3 ). 10 (m/s ). 1 (m) P = 136000 Pa Psıvı = 136 kpa. 1,3 bar PToplam=PAt + Psıvı PTop=100 (kpa)+136(kpa) PTop=36 kpa. 55

Soru 8.6. Şekil 8.10 da görülen pistonun sıkıştırdığı akışkanın basıncı ölçülmektedir. Pistonun çapı 15 cm olup, sıkıştırma sonucunda gözlemlenen basınç 50 kpa dır. Buna göre uygulanan kuvvetini (kn) hesaplayınız? Şekil 8.10. P = A = p. A A = π.15 4 A = 177 cm = 50.10 3 (Pa). 177.10-4 (m ) = 445 N. Sıvı akışkanlar sıkıştırılamaz akışkanlar olarak kabul edilmektedirler. Aldıkları basıncı aynen tüm sıvıya iletirler ve bulundukları kabın çeperlerine dik olarak etki ederler. Bu hidroliğin temel kurallarından birisidir. 56

8.4. Bölüm 8 - Akışkan Basıncı Soruları 1. Deniz araştırmaları için tasarlanmış araştırma aracı 8000 m derinliğe inebilmektedir. Deniz suyunun özgülkütlesi 1100 kg/m 3 olduğuna göre deniz aracına etkiyen sıvı basıncını hesaplayınız?. Şekil 8.11 de görülen pistonlardan büyük piston yük kaldırmak için kullanılmaktadır. Küçük pistonun çapı 0, büyük pistonun çapı ise 50 cm dir. 150 kn ağırlığındaki yük büyük piston ile kaldırılacaktır. Buna göre küçük pistona etkiyecek basıncı ve uygulanması gerekli kuvveti hesaplayınız? Şekil 8.11. Yük Kaldırma Pistonu 3. Şekil 8.1 deki U tüplü bir manometre ile basınçlı kaptaki akışkanın basıncı ölçülmektedir. Manometrede basınç ölçümü için cıva kullanılmaktadır. U tüplü manometrede cıva yüksekliği 40 cm olduğuna göre basınçlı kaptaki akışkan basıncı kaç kpa dır. (Cıvanın özgül kütlesi 13600 kg/m 3, yer çekimi ivmesi 10 m/s dir). 57

Şekil 8.1. U Tüplü Manometre 4. Bir su tankı içinde 1 m yüksekliğinde su vardır. Tankın tabanına etkiyen sıvı basıncını ve toplam basıncı hesaplayınız? (PAt= 100 kpa, suyun özgül kütlesi 1000 kg/m 3, yer çekimi ivmesi 10 m/s dir). 5. Şekil 8.13 de görülen basınç ölçümünde kullanılan eğimli manometrede kullanılan akışkanın özgülkütlesi 600 kg/m 3 tür. a) Basıncı ölçülen akışkanın basıncını (kpa), b) Atmosfer basıncı 1 bar olduğuna göre toplam basıncı (kpa) hesaplayınız? Şekil 8.13 58