Laminer Akış ve Türbülanslı Akış
Akışkanlar Dinamiği klasik fiziğin önemli bir parçasıdır ve uygulamalar sulamadan insan fizyolojisine kadar uzanır. Havacılık, denizcilik, sulama, hidrolik ve daha birçok disiplinde önemli mühendislik katkıları vardır.
Akışkan akışı bir durumdan diğerine değişir ve analiz kolaylığı için akış, hız, basınç, yoğunluk ve viskozite gibi akışkan özelliklerinin her rejimi karakterize ettiği farklı rejimlere ayrılır. Türbülanslı ve Laminer akış, akış rejimlerinin iki ana sınıfıdır.
Laminer Akış Nedir?
Akışkan parçacıkları birbirinin yollarını kesmeden aktığında ve parçacığın hızı her zaman parçacığın yoluna teğet olduğunda, akış akış çizgisi olarak adlandırılır. Akım çizgisi akışı meydana geldiğinde, sıvı parçacıklarının katmanları, diğerlerinin hareketini bozmadan bitişik parçacık üzerinde kayma eğilimindedir ve bu, sıvı akışının katmanlarında veya katmanlarında meydana gelir. Böyle bir akış, Laminer akış olarak bilinir. Laminer akış veya akış çizgisi akışı, sıvı hızı nispeten düşük olduğunda meydana gelir.
Laminer akışta, durağan bir yüzeyle temas halinde olan tabakanın hızı sıfırdır ve yüzeye dik doğrultuda tabakaların hızı artma eğilimindedir. Ayrıca hız, basınç, yoğunluk ve diğer akışkan dinamik özellikleri, akış uzayındaki her noktada değişmeden kalır.
Reynolds sayısı, bir sıvının laminer akıştan ne kadar iyi geçebileceğinin bir göstergesidir. Reynolds sayısı düşük olduğunda, akış laminer olma eğilimindedir ve viskoz kuvvetler, katmanlar arasındaki baskın etkileşim biçimidir. Reynolds sayısı yüksek olduğunda, akış türbülanslı olma eğilimindedir ve katmanlar arasındaki etkileşimin baskın biçimi atalet kuvvetleridir.
Türbülanslı Akış nedir?
Bir akıştaki akışkan özellikleri zamanla hızla değiştiğinde, yani hız, basınç, yoğunluk ve diğer akış özelliklerindeki değişiklikler rastgele ve keyfi değişiklikler gösterdiğinde, akış türbülanslı akış olarak bilinir.
Poiseuille akışı olarak da bilinen sonlu uzunluğa sahip düzgün silindirik bir boru içindeki sıvı akışı, Reynolds sayısı kritik sayı 2040'a ulaştığında akışta türbülansa sahip olacaktır. Reynolds sayısı 10000'den fazla olduğunda çalkantılı olun.
Türbülanslı bir akış, rastgele doğası, yayılımı ve girdaplılığı ile karakterize edilir. Akış girdaplar, çapraz akımlar ve girdaplar içerir.
Laminer ve Türbülanslı Akış arasındaki fark nedir?
• Laminer akışta akış düşük hızlarda ve düşük Reynolds sayısında gerçekleşirken türbülanslı akış yüksek hızlarda ve yüksek Reynolds sayısında gerçekleşir.
• Laminer akışta, akışkan hatlarının yolu, akışkan yollarında yanal bozulmanın olmadığı ve akışkanın katmanlar halinde aktığı yerlerde düzenli ve akış çizgisidir. Türbülanslı akışta, girdapların, girdapların ve çapraz akımların meydana geldiği akış modeli düzensiz ve kaotiktir.
• Laminer akışta, uzayda bir noktadaki akışkan özellikleri zamanla sabit kalırken türbülanslı akışta bir noktadaki akışkan özellikleri stokastiktir.
