Akışkanlar dinamiğinde, kaymazlık koşulu (İngilizce: no-slip condition), bir hareketinin incelenmesinde, akışkanın sınırlarındaki hızının bu sınırı oluşturan sıvı ya da katının hızına eşit olmasını zorunlu kılan bir .
Bu sınır koşulu ilk olarak, ünlü boru akışı deneylerini gerçekleştirirken bu davranışı gözlemleyen Osborne Reynolds tarafından önerilmiştir. Bu sınır koşulunun biçimi, bir Dirichlet sınır koşulu örneğidir.
Akışkanlar mühendisliği ile ilgili çoğu akışta, kaymazlık koşulu genellikle katı sınırlarda kullanılır. Bu koşul, sergileyen sistemlerde sıklıkla başarısız olur.
Bu koşulun başarısız olduğu akışkanlar arasında mayonez veya erimiş peynir gibi yüksek yağ içeriğine sahip yaygın gıda maddeleri bulunur.
Fiziksel gerekçe
| ]Kaymazlık koşulu, birçok makroskobik deneyi modellemede yararlı olmuş ampirik (deneysel) bir varsayımdır.
Bu koşul, 19. yüzyılda tartışma konusu olan üç alternatiften biriydi; diğer ikisi durgun katman (akışkanın geri kalanının üzerinde aktığı ince bir durağan akışkan tabakası) ve kısmi kayma (katı ve akışkan arasında sonlu bir bağıl hız) sınır koşullarıydı.
Ancak, 20. yüzyılın başlarında, eğer kayma varsa bile bunun ölçülemeyecek kadar küçük olduğu genel olarak kabul edilmiştir. Durgun katmanın çok ince olduğu, kısmi kaymanın ise makroskobik ölçekte ihmal edilebilir bir etkiye sahip olduğu düşünülmüştür.
Temel prensiplerden (first principles) türetilmemiş olsa da, kaymazlık davranışını açıklamak için iki olası mekanizma sunulmuştur ve farklı koşullar altında biri veya diğeri baskın olmaktadır. İlki, yüzey pürüzlülüğünün, yüzey düzensizlikleri üzerindeki viskoz dağılım yoluyla akışkanı durağan hale getirmekten sorumlu olduğunu savunur. İkincisi, akışkan moleküllerinin yüzeye çekilmesi ile ilgilidir. Adhezyon, kohezyondan daha güçlü olduğunda yüzeye yakın parçacıklar akışla birlikte hareket etmez. Akışkan-katı arayüzünde, akışkan parçacıkları ile katı parçacıkları arasındaki çekim kuvveti (adhezyon kuvvetleri), akışkan parçacıkları arasındaki çekim kuvvetinden (kohezyon kuvvetleri) daha büyüktür. Bu kuvvet dengesizliği, akışkan hızının hareketsiz bir katı yüzeyin hemen bitişiğinde sıfır olmasına neden olurken, hareketsiz yüzeyden uzaklaştıkça hız akışın hızına yaklaşır.
Bir akışkan durgun haldeyken, molekülleri rastgele bir hızla sürekli hareket eder. Akışkan akmaya başladığında, rastgele harekete bazen yığın hız (bulk velocity) olarak adlandırılan ortalama bir akış hızı eklenir. Akışkan ile katı yüzey arasındaki sınırda, akışkan molekülleri ile yüzey atomları arasındaki çekim, yığın hızını sıfıra düşürecek kadar güçlüdür. Sonuç olarak, akışkanın yığın hızı duvardan uzaktaki değerinden duvarda sıfıra doğru azalır.
Kaymazlık davranışı
| ]Kaymazlık koşulu ampirik bir gözlem olduğundan, başarısız olduğu fiziksel senaryolar mevcuttur. Yüksek irtifa atmosferik gazlarının akışları dahil olmak üzere yeterince (rarefied flows) ve mikro ölçekli akışlar için kaymazlık koşulu hatalıdır. Bu tür örnekler için, bu değişim artan Knudsen sayısı (artan seyreltiklik anlamına gelir) ve sürekli ortam yaklaşımının kademeli olarak geçerliliğini yitirmesi ile yönlendirilir.
Genellikle akışkan kaymasını modellemek için kullanılan birinci dereceden ifade (Navier kaymazlık sınır koşulu olarak da bilinir) şu şekilde ifade edilir: burada duvara normal koordinat, ve , yaklaşık olarak 1 mertebesinde olan kayma katsayısı olarak bilinen bir sabittir. Alternatif olarak, kayma uzunluğu olarak tanıtılabilir. Radikaller eklenmiş karbon nanotüpler gibi bazı oldukça hidrofobik yüzeylerin de sıfır olmayan ancak nano ölçekli bir kayma uzunluğuna sahip olduğu gözlemlenmiştir.
Kaymazlık koşulu viskoz akışların modellenmesinde neredeyse evrensel olarak kullanılırken, sınır tabakalarının etkisinin ihmal edildiği temel analizlerinde bazen 'nüfuz etmeme koşulu' (duvara normal akışkan hızının bu yöndeki duvar hızına ayarlandığı, ancak duvara paralel akışkan hızının kısıtlanmadığı durum) lehine ihmal edilir.
Kaymazlık koşulu, viskoz akış teorisinde (iki akışkan arasındaki arayüzün katı bir sınırla buluştuğu yerler) bir sorun teşkil eder. Burada, kaymazlık sınır koşulu, temas hattının konumunun hareket etmediğini ima eder, ancak gerçekte bu gözlemlenmez. Kaymazlık koşulu ile hareketli bir temas hattının analizi, entegre edilemeyen sonsuz gerilmelerle sonuçlanır. Temas hattının hareket hızının, temas hattının katı sınırla yaptığı açıya bağlı olduğuna inanılmaktadır, ancak bunun arkasındaki mekanizma henüz tam olarak anlaşılamamıştır.
Ayrıca bakınız
| ]Kaynakça
| ]- ^ Reynolds, Osbourne. (1876). "I. On the force caused by the communication of heat between a surface and a gas, and on a new photometer". Proceedings of the Royal Society of London. 24 (164): 387–391. doi:10.1098/rspl.1875.0051.
- ^ Day, Michael A. (2004). "The no-slip condition of fluid dynamics". Erkenntnis. 33 (3): 285–296. doi:10.1007/BF00717588.
- ^ Campanella, O. H.; Peleg, M. (1987). "Squeezing Flow Viscosimetry of Peanut Butter"
. Journal of Food Science. 52: 180–184. doi:10.1111/j.1365-2621.1987.tb14000.x. - ^ Neto, Chiara; Evans, Drew R; Bonaccurso, Elmar; Butt, Hans-Jürgen; Craig, Vincent S J (2005). "Boundary slip in Newtonian liquids: a review of experimental studies". Rep. Prog. Phys. 68 (12): 2859. Bibcode:2005RPPh...68.2859N. doi:10.1088/0034-4885/68/12/R05.
- ^ Zhu, Yingxi; Granick, Steve (2002). "Limits of the Hydrodynamic No-Slip Boundary Condition". Physical Review Letters. American Physical Society. 88 (10): 106102 (1-4). Bibcode:2002PhRvL..88j6102Z. doi:10.1103/PhysRevLett.88.106102. (PMID) 11909376.
- ^ "Flows With Friction". swh.princeton.edu. Erişim tarihi: 2024-05-27.
- ^ Schamberg, R. (1947). The fundamental differential equations and the boundary conditions for high speed slip-flow, and their application to several specific problems (Tez).
- ^ Arkilic, E.B.; Breuer, K.S.; Schmidt, M.A. (2001). "Mass flow and tangential momentum accommodation in silicon micromachined channels"
. Journal of Fluid Mechanics. 437: 29–43. doi:10.1111/j.1365-2621.1987.tb14000.x. - ^ David L. Morris; Lawrence Hannon; Alejandro L. Garcia (1992). "Slip length in a dilute gas". Physical Review A. 46 (8): 5279–5281. Bibcode:1992PhRvA..46.5279M. doi:10.1103/PhysRevA.46.5279. (PMID) 9908755.
- ^ Kim Kristiansen; Signe Kjelstrup (2021). "Particle flow through a hydrophobic nanopore: Effect of long-ranged wall–fluid repulsion on transport coefficients". Physics of Fluids. 33 (10). Bibcode:2021PhFl...33j2001K. doi:10.1063/5.0066433
.
Dış bağlantılar
| ]- Kaymazlık Koşulu, (İngilizce)
- Bir akışkanın yüzey yakınında davranışı (İngilizce)
- Baca akış grafiği videosu
wikipedia, wiki, viki, vikipedia, oku, kitap, kütüphane, kütübhane, ara, ara bul, bul, herşey, ne arasanız burada,hikayeler, makale, kitaplar, öğren, wiki, bilgi, tarih, yukle, izle, telefon için, turk, türk, türkçe, turkce, nasıl yapılır, ne demek, nasıl, yapmak, yapılır, indir, ücretsiz, ücretsiz indir, bedava, bedava indir, mp3, video, mp4, 3gp, jpg, jpeg, gif, png, resim, müzik, şarkı, film, film, oyun, oyunlar, mobil, cep telefonu, telefon, android, ios, apple, samsung, iphone, xiomi, xiaomi, redmi, honor, oppo, nokia, sonya, mi, pc, web, computer, bilgisayar
Vikipedi ozgur ansiklopedi Akiskanlar dinamiginde kaymazlik kosulu Ingilizce no slip condition bir hareketinin incelenmesinde akiskanin sinirlarindaki hizinin bu siniri olusturan sivi ya da katinin hizina esit olmasini zorunlu kilan bir Bu sinir kosulu ilk olarak unlu boru akisi deneylerini gerceklestirirken bu davranisi gozlemleyen Osborne Reynolds tarafindan onerilmistir Bu sinir kosulunun bicimi bir Dirichlet sinir kosulu ornegidir Akiskanlar muhendisligi ile ilgili cogu akista kaymazlik kosulu genellikle kati sinirlarda kullanilir Bu kosul sergileyen sistemlerde siklikla basarisiz olur Bu kosulun basarisiz oldugu akiskanlar arasinda mayonez veya erimis peynir gibi yuksek yag icerigine sahip yaygin gida maddeleri bulunur Fiziksel gerekce span Kaymazlik kosulu bircok makroskobik deneyi modellemede yararli olmus ampirik deneysel bir varsayimdir Bu kosul 19 yuzyilda tartisma konusu olan uc alternatiften biriydi diger ikisi durgun katman akiskanin geri kalaninin uzerinde aktigi ince bir duragan akiskan tabakasi ve kismi kayma kati ve akiskan arasinda sonlu bir bagil hiz sinir kosullariydi Ancak 20 yuzyilin baslarinda eger kayma varsa bile bunun olculemeyecek kadar kucuk oldugu genel olarak kabul edilmistir Durgun katmanin cok ince oldugu kismi kaymanin ise makroskobik olcekte ihmal edilebilir bir etkiye sahip oldugu dusunulmustur Temel prensiplerden first principles turetilmemis olsa da kaymazlik davranisini aciklamak icin iki olasi mekanizma sunulmustur ve farkli kosullar altinda biri veya digeri baskin olmaktadir Ilki yuzey puruzlulugunun yuzey duzensizlikleri uzerindeki viskoz dagilim yoluyla akiskani duragan hale getirmekten sorumlu oldugunu savunur Ikincisi akiskan molekullerinin yuzeye cekilmesi ile ilgilidir Adhezyon kohezyondan daha guclu oldugunda yuzeye yakin parcaciklar akisla birlikte hareket etmez Akiskan kati arayuzunde akiskan parcaciklari ile kati parcaciklari arasindaki cekim kuvveti adhezyon kuvvetleri akiskan parcaciklari arasindaki cekim kuvvetinden kohezyon kuvvetleri daha buyuktur Bu kuvvet dengesizligi akiskan hizinin hareketsiz bir kati yuzeyin hemen bitisiginde sifir olmasina neden olurken hareketsiz yuzeyden uzaklastikca hiz akisin hizina yaklasir Bir akiskan durgun haldeyken molekulleri rastgele bir hizla surekli hareket eder Akiskan akmaya basladiginda rastgele harekete bazen yigin hiz bulk velocity olarak adlandirilan ortalama bir akis hizi eklenir Akiskan ile kati yuzey arasindaki sinirda akiskan molekulleri ile yuzey atomlari arasindaki cekim yigin hizini sifira dusurecek kadar gucludur Sonuc olarak akiskanin yigin hizi duvardan uzaktaki degerinden duvarda sifira dogru azalir Kaymazlik davranisi span Kaymazlik kosulu ampirik bir gozlem oldugundan basarisiz oldugu fiziksel senaryolar mevcuttur Yuksek irtifa atmosferik gazlarinin akislari dahil olmak uzere yeterince rarefied flows ve mikro olcekli akislar icin kaymazlik kosulu hatalidir Bu tur ornekler icin bu degisim artan Knudsen sayisi artan seyreltiklik anlamina gelir ve surekli ortam yaklasiminin kademeli olarak gecerliligini yitirmesi ile yonlendirilir Genellikle akiskan kaymasini modellemek icin kullanilan birinci dereceden ifade Navier kaymazlik sinir kosulu olarak da bilinir su sekilde ifade edilir u uDuvar Cℓ u n displaystyle u u text Duvar C ell frac partial u partial n burada n displaystyle n duvara normal koordinat ℓ displaystyle ell ve C displaystyle C yaklasik olarak 1 mertebesinde olan kayma katsayisi olarak bilinen bir sabittir Alternatif olarak b Cℓ displaystyle beta C ell kayma uzunlugu olarak tanitilabilir Radikaller eklenmis karbon nanotupler gibi bazi oldukca hidrofobik yuzeylerin de sifir olmayan ancak nano olcekli bir kayma uzunluguna sahip oldugu gozlemlenmistir Kaymazlik kosulu viskoz akislarin modellenmesinde neredeyse evrensel olarak kullanilirken sinir tabakalarinin etkisinin ihmal edildigi temel analizlerinde bazen nufuz etmeme kosulu duvara normal akiskan hizinin bu yondeki duvar hizina ayarlandigi ancak duvara paralel akiskan hizinin kisitlanmadigi durum lehine ihmal edilir Kaymazlik kosulu viskoz akis teorisinde iki akiskan arasindaki arayuzun kati bir sinirla bulustugu yerler bir sorun teskil eder Burada kaymazlik sinir kosulu temas hattinin konumunun hareket etmedigini ima eder ancak gercekte bu gozlemlenmez Kaymazlik kosulu ile hareketli bir temas hattinin analizi entegre edilemeyen sonsuz gerilmelerle sonuclanir Temas hattinin hareket hizinin temas hattinin kati sinirla yaptigi aciya bagli olduguna inanilmaktadir ancak bunun arkasindaki mekanizma henuz tam olarak anlasilamamistir Ayrica bakiniz span Sinir tabakasi Kayma gerilmesi Kaynakca span Reynolds Osbourne 1876 I On the force caused by the communication of heat between a surface and a gas and on a new photometer Proceedings of the Royal Society of London 24 164 387 391 doi 10 1098 rspl 1875 0051 Day Michael A 2004 The no slip condition of fluid dynamics Erkenntnis 33 3 285 296 doi 10 1007 BF00717588 Campanella O H Peleg M 1987 Squeezing Flow Viscosimetry of Peanut Butter Journal of Food Science 52 180 184 doi 10 1111 j 1365 2621 1987 tb14000 x Neto Chiara Evans Drew R Bonaccurso Elmar Butt Hans Jurgen Craig Vincent S J 2005 Boundary slip in Newtonian liquids a review of experimental studies Rep Prog Phys 68 12 2859 Bibcode 2005RPPh 68 2859N doi 10 1088 0034 4885 68 12 R05 Zhu Yingxi Granick Steve 2002 Limits of the Hydrodynamic No Slip Boundary Condition Physical Review Letters American Physical Society 88 10 106102 1 4 Bibcode 2002PhRvL 88j6102Z doi 10 1103 PhysRevLett 88 106102 PMID 11909376 Flows With Friction swh princeton edu Erisim tarihi 2024 05 27 Arsivlenmesi gereken baglantiya sahip kaynak sablonu iceren maddeler link Schamberg R 1947 The fundamental differential equations and the boundary conditions for high speed slip flow and their application to several specific problems Tez Arkilic E B Breuer K S Schmidt M A 2001 Mass flow and tangential momentum accommodation in silicon micromachined channels Journal of Fluid Mechanics 437 29 43 doi 10 1111 j 1365 2621 1987 tb14000 x David L Morris Lawrence Hannon Alejandro L Garcia 1992 Slip length in a dilute gas Physical Review A 46 8 5279 5281 Bibcode 1992PhRvA 46 5279M doi 10 1103 PhysRevA 46 5279 PMID 9908755 Kim Kristiansen Signe Kjelstrup 2021 Particle flow through a hydrophobic nanopore Effect of long ranged wall fluid repulsion on transport coefficients Physics of Fluids 33 10 Bibcode 2021PhFl 33j2001K doi 10 1063 5 0066433 Dis baglantilar span Kaymazlik Kosulu Ingilizce Bir akiskanin yuzey yakininda davranisi Ingilizce Baca akis grafigi videosu Kategoriler Akiskanlar dinamigiSinir kosullariGizli kategori Arsivlenmesi gereken baglantiya sahip kaynak sablonu iceren maddeler