BÖLÜM 3 LAMİNER AKIMIN DİFERANSİYEL DENKLEMLERİ



Benzer belgeler
BÖLÜM 6 GERÇEK AKIŞKANLARIN HAREKETİ

Akışkanların Dinamiği

ELASTİSİTE TEORİSİ (Stress-Strain) Gerilme-Deformasyon İlişkisi

UYGULAMALI DİFERANSİYEL DENKLEMLER

AKIŞKANLAR MEKANİĞİ 1. YILİÇİ SINAVI ( )

Özel Laboratuvar Deney Föyü

Akışkanların Dinamiği

Akışkan Kinematiği 1

Yeryüzünde Hareket. Test 1 in Çözümleri. 3. I. yol. K noktasından 30 m/s. hızla düşen cismin L 50 noktasındaki hızı m/s, M noktasındaki 30

AKIŞKANLAR MEKANİĞİ. Doç. Dr. Tahsin Engin. Sakarya Üniversitesi Makine Mühendisliği Bölümü

BÖLÜM 2 AKIŞKANLARIN STATİĞİ (HİDROSTATİK)

Momentum iletimi. Kuvvetin bileşenleri (Momentum akısının bileşenleri) x y z x p + t xx t xy t xz y t yx p + t yy t yz z t zx t zy p + t zz

NÜMERİK ANALİZ. Sayısal Yöntemlerin Konusu. Sayısal Yöntemler Neden Kullanılır?!! Denklem Çözümleri

TAŞINIMIN FİZİKSEL MEKANİZMASI

Bölüm 6 AKIŞ SİSTEMLERİNİN MOMENTUM ANALİZİ

HİDROLİK. Yrd. Doç. Dr. Fatih TOSUNOĞLU

MIT Açık Ders Malzemesi İstatistiksel Mekanik II: Alanların İstatistiksel Fiziği 2008 Bahar

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

BÖLÜM 1: TEMEL KAVRAMLAR

Eğitim Öğretim Yılı Güz Dönemi Diferansiyel Denklemler Çalışma Soruları

İleri Diferansiyel Denklemler

13 Hareket. Test 1 in Çözümleri. 4. Konum-zaman grafiklerinde eğim hızı verir. v1 t

BATMIŞ YÜZEYLERE GELEN HİDROSTATİK KUVVETLER

DA-DA DÖNÜŞTÜRÜCÜLER (DA Kıyıcı, DA Gerilim Ayarlayıcı) DA gerilimi bir başka DA gerilim seviyesine dönüştüren devrelerdir.

Bölüm 5: Sonlu Kontrol Hacmi Analizi

BÖLÜM 1: MADDESEL NOKTANIN KİNEMATİĞİ

ELASTİK DALGA YAYINIMI

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

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

13 Hareket. Test 1 in Çözümleri

İşaret ve Sistemler. Ders 9: Sistemlere Giriş

AKM 205-BÖLÜM 2-UYGULAMA SORU VE ÇÖZÜMLERİ

1. HAFTA Giriş ve Temel Kavramlar

ÜNİFORM DAİRESEL KESİTLİ BORU AKIŞLARINDA KİNETİK ENERJİ VE MOMENTUM DÜZELTME FAKTÖRLERİNİN DEĞİŞİMİ

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

EŞANLI DENKLEMLİ MODELLER

1. BÖLÜM VEKTÖRLER 1

VEKTÖRLER KT YRD.DOÇ.DR. KAMİLE TOSUN FELEKOĞLU

11. SINIF KONU ANLATIMLI. 1. ÜNİTE: KUVVET VE HAREKET 5. Konu ATIŞ HAREKETLERİ ETKİNLİK VE TEST ÇÖZÜMLERİ

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

BÖLÜM-9 TAŞKIN ÖTELENMESİ (FLOOD ROUTING)

ELASTİK DALGA YAYINIMI

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

İleri Diferansiyel Denklemler

ISI TRANSFERİ BAHAR 2010

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

AKIŞKANLAR MEKANİĞİ-II

= t. v ort. x = dx dt

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

Chapter 1 İçindekiler

v.t dir. x =t olup 2x =2t dir.

DÜZLEMDE GERİLME DÖNÜŞÜMLERİ

BÖLÜM 7 BORULARDA GERÇEK AKIM

Ters Perspektif Dönüşüm ile Doku Kaplama

AKIŞ ÖLÇME EĞİTİM SETİ DENEY FÖYÜ

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

3. AKIŞKANLARIN KĐNEMATĐĞĐ. Kinematik: Akışkan hareketini kuvvetleri göz önüne almadan yerdeğiştirmeler, hızlar ve ivmeler cinsinden ifade eder.

Fiziksel bir olayı incelemek için çeşitli yöntemler kullanılır. Bunlar; 1. Ampirik Bağıntılar 2. Boyut Analizi, Benzerlik Teorisi 3.

Iki Boyutlu Sabit Katsay l Lineer Homogen Diferensiyel Denklem Sistemleri (Euler Metodu)

TERMODİNAMİĞİN BİRİNCİ YASASI

Bölüm 4 KAPALI SİSTEMLERİN ENERJİ ANALİZİ. Bölüm 4: Kapalı Sistemlerin Enerji Analizi

Hidrostatik Güç İletimi. Vedat Temiz

2: MALZEME ÖZELLİKLERİ

İnşaat Mühendisliği Bölümü Uygulama VIII ÇÖZÜMLER

2. Basınç ve Akışkanların Statiği

T.C. GAZİ ÜNİVERSİTESİ TEKNOLOJİ FAKÜLTESİ ENERJİ SİSTEMLERİ MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ

Elastisite Teorisi Düzlem Problemleri için Sonuç 1

İSTANBUL TİCARET ÜNİVERSİTESİ BİLGİSAYAR MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ BİLGİSAYAR SİSTEMLERİ LABORATUARI TERS PERSPEKTİF DÖNÜŞÜM İLE YÜZEY DOKUSU ÜRETİMİ

TRANFER FONKSİYONLARI SİSTEMLERİN MATEMATİKSEL MODELİ BASİT SİSTEM ELEMANLARI

İSTANBUL BOĞAZI NDA İKİ TABAKALI AKIŞIN SAYISAL İNCELENMESİ

İ.Ü. Fen Fakültesi Matematik Bölümü Diferansiyel Denklemler I (örgün i.ö)

FONKSİYONUN TANIMI ve FONKSİYON ÇEŞİTLERİ

Kompozit Malzemeler ve Mekaniği. Yrd.Doç.Dr. Akın Ataş

İleri Diferansiyel Denklemler

İleri Diferansiyel Denklemler

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

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

Gerilme Dönüşümü. Bölüm Hedefleri

Pürüzlü Cidar

TERMODİNAMİĞİN BİRİNCİ YASASI

PROF.DR. MURAT DEMİR AYDIN. ***Bu ders notları bir sonraki slaytta verilen kaynak kitaplardan alıntılar yapılarak hazırlanmıştır.

EKSENEL YÜKLERDEN OLUŞAN GERILME VE ŞEKİL DEĞİŞİMİ Eksenel yüklü elemanlarda meydana gelen normal gerilmelerin nasıl hesaplanacağı daha önce ele

Dalgalar. Matematiksel olarak bir dalga, hem zamanın hem de konumun bir fonksiyonudur: İlerleyen bir dalganın genel bağıntısı (1- boyut ): y f ( x t)

BÖLÜM 1 GİRİŞ, TERMODİNAMİK HATIRLATMALAR

DAİRESEL HAREKET Katı Cisimlerin Dairesel Hareketi

alalım. O noktasına, bu eksenlerin sıfır noktası(orijin, merkez) denir. Pozitif sayılar, yatay

BİLECİK ŞEYH EDEBALİ ÜNİVERSİTESİ MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ MAKİNE VE İMALAT MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ

BÖLÜM 5 İDEAL AKIŞKANLARDA MOMENTUMUN KORUNUMU

Ünite. Kuvvet ve Hareket. 1. Bir Boyutta Hareket 2. Kuvvet ve Newton Hareket Yasaları 3. İş, Enerji ve Güç 4. Basit Makineler 5.

Zamanla Değişen Alanlar ve Maxwell Denklemleri

1.1 Yapı Dinamiğine Giriş

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

İleri Diferansiyel Denklemler

ERCİYES ÜNİVERSİTESİ MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ ENERJİ SİSTEMLERİ MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ AKIŞKANLAR MEKANİĞİ LABORATUARI

1 (c) herhangi iki kompleks sayı olmak üzere

AÇIK KANAL AKIMI. Hopa Yukarı Sundura Deresi-ARTVİN

3.2. Euler Yüksek Mertebeden Değişken Katsayılı Diferansiyel Denklemi

Ünite. Kuvvet ve Hareket. 1. Bir Boyutta Hareket 2. Kuvvet ve Newton Hareket Yasaları 3. İş, Enerji ve Güç 4. Basit Makineler 5.

Kompozit Malzemeler ve Mekaniği. Yrd.Doç.Dr. Akın Ataş

Bölüm 8: Borularda sürtünmeli Akış

Transkript:

BÖLÜM 3 LAMİNER AKIMIN DİFERANSİYEL DENKLEMLERİ 3.1- Giriş 3.. Külenin kornm: Süreklilik denklemi 3.3. Momenmn kornm: Momenm denklemi 3.3.1 Laminer kama gerilmesinin modellenmesi 3.3. Momenm denkleminin laminer akımda çeşili biçimleri 3.4. Enerjinin kornm: Enerji denklemi 3.4.1 Laminer ısı akısının modellenmesi 3.6 Eksenel simerik denklemlerin iki bol biçime dönüşümü

Bölüm 3: Laminer akımın diferansiel denklemleri 1 BÖLÜM 3 LAMİNER AKIMIN DİFERANSİYEL DENKLEMLERİ 3.1. Giriş B bölümde hareke denklemlerinin sınır abaka formları incelenecekir. B amaçla diferansiel büüklükeki bir akışkan elemanına kornm ilkeleri glanacakır. İncelemelerin kasamı mükemmel gazlar için iki-bol e eksenel-simerik akımlarla sınırlı lacakır. Oraa çıkan denklem sisemi maemaiksel olarak karmaşık olmakla birlike akımın sınır abaka içerisindeki arınılarını ansıabilmekedir. 3.. Külenin kornm: Süreklilik denklemi İki-bol sınır abaka akımı içinde Şekil 3.1 deki gibi diferansiel büüklüke bir konrol hacmini ele alalım. U, d d d d d τ τ d d d, τ d Şekil 3.1- Viskoz abakada küle e momenmn kornm için konrol hacmi B konrol hacmine sol arafan giren, sağ arafan çıkan debiler arasındaki fark d d d d d d ( d d ( d d al arafan giren e üs arafan çıkan külesel debiler arasındaki fark d d d d d d ( d d ( d d ol, konrol hacminden çıkan ne debi konrol hacmi içerisinde birim zamanda medana gelecek küle değişimine (azalmasına ( ( d d d d şeklinde eşi olacakır. B bağını düzenlenerek ( ( UZB 386 Sınır Tabaka 7-8 Bahar Yarıılı Ders Noları

Bölüm 3: Laminer akımın diferansiel denklemleri şeklinde geirilebilir. Anı bağını eksenel-simerik halde 1 r ( r 1 ( r r r şeklini alır. Brada r büüklüğü simeri eksenine olan radal zaklığı belirmekedir. Sabi oğnlkl akım halinde düzlemsel e eksenel-simerik süreklilik denklemleri, akım daimi olsn ea olmasın e 1 r ( r 1 ( r r r şekline indirgenir. Açıkça görülmekedir ki süreklilik denklemi, sabi oğnlkl halde lineer bir adi diferansiel denklemdir. Denklemde iskozie büüklüğü er almadığından iskoz e iskoz olmaan akımların her ikisinde de geçerlidir. Denklemde birden fazla bağımlı değişken oldğndan başka denklemlerle birlike çözülmelidir. Süreklilik denkleminin iki-bol (düzlemsel ea eksenel-simerik biçimi akım fonksionnn anımına göürmekedir. Niekim ψ ; ψ şeklinde bir ψ skaler fonksion anımlanırsa bnn süreklilik denklemini sağladığı görülmekedir. B skaler fonksion eksenel-simerik halde de ψ r r ; ψ r şeklinde anımlanır. Sıkışırılabilir halde akımın daimi olması kadıla b anımlamalar ψ ; ψ ψ r r ; ψ r şeklinde aılır. Akım fonksion karamı bilinmeen saısını bire indirerek süreklilik denkleminin çözümüne imkan araığı için fadalı olmakadır. 3.3. Momenmn kornm: Momenm denklemi Sınır abaka aklaşımında üzee dik doğrlda basınç sabi oldğndan momenm denkleminin sadece doğrlsnda azılması eerli olr. Bna göre ine Şekil 3.1 deki konrol hacmi dikkae alınarak, konrol hacmine soldan giren e sağdan çıkan külelerin doğrlsnda aşıdıkları momenmlar arasındaki fark UZB 386 Sınır Tabaka 7-8 Bahar Yarıılı Ders Noları

Bölüm 3: Laminer akımın diferansiel denklemleri 3 ( d d d ( d ( d d al arafan giren e üs arafan çıkan külesel debilerin ine -doğrlsnda aşıdıkları momenmlar arasındaki fark d ( ( d d d d d şeklinde azılabilir. Konrol hacminde -doğrlsnadaki momenm arıca küle mikarının zamanla değişmesi soncnda da ( d d kadarlık bir değişim göserecekir. Bna göre ne momenm değişimi ( ( ( d d olarak elde edilir. Ki b momenm değişimi -doğrlsnda ekien bileşke kele dengelenecekir. Konrol hacmi içindeki akışkan kilesine ekien keler bünesel e üzesel keler olmak üzere iki grba arılır. Brada doğrlsnda ekien bünesel keler kısaca, birim hacim başına f ile emsil edilecekir. Çoğ raik roblemde üze keleri basınç keleri e eğesel kelerdir. Şekil 3.1 e göre -doğrlsndaki basınç kelerinin bileşkesi d d d d d olr. Sınır abaka içerisinde basınç doğrlsnda değişmediğinden kısmi üre erine adi üre alınması düşünülebilir. Ancak brada daimi olmaan haller göz önüne alınarak basıncın anında değişkenine de bağlı olacağı düşüncesile kısmi üre sembolü mhafaza edilmişir. -Doğrlsndaki eğesel keler konrol hacminin al üzeindeki aaşlaıcı e üs üzündeki sürükleici kama gerilmelerinden kanaklanmaka ol, bnların bileşkesi τ τ d d τd τ d d şeklinde azılabilir. Momenm değişimi ile kelerin bileşkesi eşilenerek ( ( ( τ f ea eni bir düzenleme ile UZB 386 Sınır Tabaka 7-8 Bahar Yarıılı Ders Noları

Bölüm 3: Laminer akımın diferansiel denklemleri UZB 386 Sınır Tabaka 7-8 Bahar Yarıılı Ders Noları 4 ( ( f τ elde edilir. Brada ilk aranez içindeki erimler olamı süreklilik denklemi gereği sıfıra eşiir. Gerie kalan erimler oğnlkla bölünerek τ f 1 1 elde edilir. B eşilik düzlemsel, zamana bağlı, sıkışırılabilir sınır abakalar için bünesel keleri de içeren denklem ol, çıkarılması sırasında akımın laminer ol olmadığı dikkae alınmamışır. B bakımdan gerek laminer, gerekse ürbülanslı akımlar için geçerlidir. Laminer e ürbülanslı sınır abakalar arasındaki ek fark b denklemdeki τ kama gerilmesinin modellenmesi sırasında görülecekir. 3.3.1 Laminer kama gerilmesinin modellenmesi τ kama gerilmesinin modellenmesi, önce sınırlı bir hal dikkae alınarak açıklanabilir. Bünesel kelerin olmadığı, daimi, sabi oğnlkl sınır abaka için süreklilik e momenm denklemleri sırasıla τ 1 1 şeklindedir. Basıncın ( şeklindeki değişimi amamıla dış akım arafından belirlenmeke ol b denklem siseminin bilinmeenleri,, e τ dr. İki denkleme karşılık üç bilinmeen blndğndan denklem siseminin çözülebilir hale gelmesi için üçüncü bir denkleme (ea bağınıa ihiaç ardır. e hız bileşenleri arasında direk bir ilişki aramanın anlamı olmaı aranan üçüncü bağınının τ için olması gerekir. Yani τ büüklüğü diğer büüklükler cinsinden bir biçimde ifade edilmelidir. Bn ifade ediş biçimi modelleme olarak adlandırılır. Newonien bir akışkanın laminer sınır abakadaki akışı için µ τ bağınısı geçerlidir. B halde iskozie kasaısı µµ(t şeklinde sadece akışkanın fiziksel bir özelliği e sıcaklığın bir fonksion ol akışkanın harekeinden bağımsızdır. Non- Newonien akışkanlarda b bağını biraz daha karmaşıkır. 3.3. Momenm denkleminin laminer akımda çeşili biçimleri Kama gerilmesi için erilen bağını momenm denkleminde kllanılarak e bünesel kele ilgili erim ihmal edilerek µ

Bölüm 3: Laminer akımın diferansiel denklemleri UZB 386 Sınır Tabaka 7-8 Bahar Yarıılı Ders Noları 5 elde edilir. Şae akımda sıcaklık değişiorsa µµ(t ol en son erimde µ kasaısı ürein içinde lmalıdır. Şae akım eksenel simerik ise momenm denklemi µ r r r r r 1 şeklinde olr. Eksenel simerik cisim üzerinde Şekil 3. deki gibi bir koordina sisemi kllanılırsa momenm e süreklilik denklemleri µ ( ( r r r j j j şeklinde azılabilir. Brada r ( lokal göde,, U r ( Şekil 3.- Eksenel simerik sınır abaka için gödee bağlı eksen akımı arıçaıdır. B denklemler keskin köşeler olmamak e δ << r o olmak kadıla geçerlidir. Yani d²r o /d² ürei gn biçimde olmalıdır. Momenm denklemi düzlemsel haldeki ile anıdır. Süreklilik denklemi ise bir mikar farklılık gösermekedir. Süreklilik denklemi b farklılığı içerecek biçimde düzenlenmiş ol, j için düzlemsel hal, j1 için de eksenel simerik hal elde edilmekedir. Sabi oğnlk halinde süreklilik denklemi, akım daimi olsn ea olmasın ( ( r r j j şekline gelir. Sabi özellikli akım halinde (ki gaz akımları için sabi oğnlk haline karşılık gelir momenm denklemi 1 ν şekline gelir. Daimi akım için ilk erim oradan kalkar e basıncın ürei de adi üre şekline gelir. Momenm denkleminin fadalı bir biçimi de akım fonksion soklarak elde edilir. İkibol halde hız bileşenlerinin akım fonksion cinsinden ifadeleri momenm denkleminde erleşirilerek 3 1 ψ ν ψ ψ ψ ψ ψ elde edilir. Denklemin ek bilinmeeni ψ(,, büüklüğüdür.

Bölüm 3: Laminer akımın diferansiel denklemleri 6 3.4. Enerjinin kornm: Enerji denklemi Akımdaki ısıl enerji iç enerji, anali ea sıcaklık cinsinden ifade edilebilir. B üç büüklüğün olam değerleri (drma nokası değerleri de kllanılabilir. B nedenle lieraürde enerji denkleminin bir çok biçimini görmek mümkündür. Enerjinin kornm ermodinamiğin birinci asası ile ifade edilir. B asa bir sisemin enerjisindeki değişimin ısı ransferi ile iş arasındaki farkan kanaklandığını belirir. Yasaı Şekil 3.3 deki diferansiel konrol hacmine glaalım. T U,, d d δ T ( T e T( δ ( U e ( T q q d d T T d τ τ d d τ d T T d T q Şekil 3.3- Sınır abakada enerjinin kornm için konrol hacmi Sınır abaka aklaşımı gereği, >>, >> Sıcaklık alanı için benzeri şekilde T >> T Mükemmel bir gaz akımındaki enerji değişimi ısıl enerji ile kineik enerji değişimlerinin olamı olarak de d c dt d şeklinde ifade edilebilir. Konrol hacmine soldan giren külelerin sokğ enerji e d e sağdan çıkan külelerin çıkardığı enerji ( d e e Al üzeden giren e üs üzeden çıkan enerjiler d d UZB 386 Sınır Tabaka 7-8 Bahar Yarıılı Ders Noları

Bölüm 3: Laminer akımın diferansiel denklemleri 7 e ( d d e e d d Arıca konrol hacmi içindeki küle mikarının zamanla değişiminden kanaklanan enerji değişimi de e d d şeklinde azılabilir. B büüklükler birleşirilerek ne enerji değişimi, d,d için olarak elde edilir. e e e Isı akısı q ekörü ile belirilirse e sınır abaka aklaşımı gereği ısı akısının sadece konrol hacminin al e üs üzelerinde önemli oldğ dikkae alınırsa ne ısı akısı için azılabilir. q q qd q d d d d Bünesel keler ihmal edildiği akdirde sisem üzerinde iş aan keler sadece basınç keleri e iskoz keler olacakır. Konrol hacminin dike üzlerile aa üzelerine ekien kelerin aıkları ne işler sırasıla ( d d e ( d d Konrol hacminin al e üs üzelerindeki eğesel kelerin aığı ne iş de şeklinde ifade edilebilir. ( ( τ τ τ d τ d d d d Sisem üzerinde basınç kelerinin e eğesel kelerin aığı ne işler birleşirilerek elde edilir. ( ( ( τ d d UZB 386 Sınır Tabaka 7-8 Bahar Yarıılı Ders Noları

Bölüm 3: Laminer akımın diferansiel denklemleri 8 Şimdi, ermodinamiğin birinci asası gereği, konrol hacmine soklan ısı ile sisem üzerinde aılan iş olamı konrol hacminin enerjisindeki değişime eşilenirse, birim hacim başına ( ( ( q τ e e e elde edilir. B eşilik enerji denkleminin ek kllanışlı olmaan bir biçimini olşrmakadır. B eşiliğin solndaki erimler, maeral üre anımı gereği D e e e e D ile belirilerek enerji denklemi ( ( ( D q τ D e şeklinde azılabilir. Öe andan anali anımından h e e h Maeral üre alınarak Süreklilik denkleminden De D Dh D D h D D D D D ( ( D D Ykarıdaki maeral ürede kllanılarak De Dh D D D D De Dh D D ( ( De Dh D D UZB 386 Sınır Tabaka 7-8 Bahar Yarıılı Ders Noları

Bölüm 3: Laminer akımın diferansiel denklemleri 9 Bradan basınçla ilgili üreler çekilerek Enerji denkleminde kllanılarak e düzenlenerek ( ( Dh De D D ( q τ e D D D D Dh De ( q τ e D D D D Dh De ( q τ h D D elde edilir. -Momenm denklemi iki arafı ile çarılarak düzenlenerek τ τ τ ea şekline gelir. B denklem D τ D mekanik enerji denklemi enerji denkleminin son halinde kllanılarak ( q τ D D Dh D Dh τ q τ τ D h h h τ q Arıca dh c dt ol T T T q c τ UZB 386 Sınır Tabaka 7-8 Bahar Yarıılı Ders Noları

Bölüm 3: Laminer akımın diferansiel denklemleri 1 elde edilir. B bağını sınır abakalar için enerji denkleminin çok ercih edilen kllanışlı bir biçimini olşrmakadır. Bradaki kama gerilmesi e ısı ransfer hız henüz modellenmediği için b denklem laminer e ürbülanslı sınır abakaların her ikisi için de geçerlidir. 3.4.1 Laminer ısı akısının modellenmesi Bilinen çoğ akışkanın laminer sınır abakası için ısı ileimi T Forier asası q k ile modellenir. Brada k büüklüğü akışkanın fiziksel bir özelliği ol sıcaklığın bir fonksiondr: kk(t. B ifade e arıca Newonien akışkanlar için kama gerilmesi modeli enerji denkleminde kllanılarak T T T T c k µ B denklem sabi özellikli akışkanlar için T T T T c k µ şekline gelir. Eksenel simerik sınır abakalar için benzeri denklemler e T T T 1 T c kr µ r r r r T T T k T c r µ r r r r şeklindedir. 3.6. Eksenel simerik denklemlerin iki bol biçime dönüşümü Bazı hallerde eksenel simerik bir cisim erafındaki sınır abakanın hesalanması roblemi eşdeğer iki-bol bir cisim üzerindeki sınır abakanın hesalanması roblemine indirgenebilir. Akıma dik eğriliğin ekisinin küçük oldğ (δ << r o hallerde b indirgemei sağlaan bir dönüşüm Mangler (1945 arafından oraa konmşr. Sıkışırılabilir şekli de mec olan dönüşüm brada sabi-oğnlkl, sabi özellikli akış için göserilecekir. Eksenel simerik haldeki daimi akım için Süreklilik ( r ( r UZB 386 Sınır Tabaka 7-8 Bahar Yarıılı Ders Noları

Bölüm 3: Laminer akımın diferansiel denklemleri 11 Momenm denklemlerinde dönüşümleri glanırsa ν 1 1 r r d'; L L L dr ; ; Ue Ue r r d ( ( ν d 1 d ( ( elde edilir. B dönüşüm önemi ileride görüleceği gibi bazı basi sonçların doğrdan gelişirilmesini sağlar. Arıca sınır abaka roblemlerinin saısal çözümünde hesalama bölgesinin şeklinin dönüşürülmesinde de aralı olmakadır. UZB 386 Sınır Tabaka 7-8 Bahar Yarıılı Ders Noları