Aerodinamik Tanımlamalar

Statik basınç; durgun haldeki akışkan moleküllerinin potansiyel enerjisidir. Yine, mühendislerin çoğu ve çoğu meslek sahipleri statik basıncı yalnızca basınç olarak sadeleştirirler. Dinamik basınç, hareket halindeki akışkan moleküllerinin kinetik enerjisi olarak tanımlanır. Akışkan moleküller sisteme girdiklerinden, dinamik basınç; akışkan moleküllerin kuvvetinin bir ölçüsüdür.Hız yöne bağımlı bir büyüklüktür. Motorun içindeki akışın yönü sabit olduğundan dolayı mühendisler genellikle dinamik basıncı, hız olarak düşünürler. 

Toplam basınç; basınç ve hızın toplamıdır. Kapalı bir sistemde, toplam basınç sabit kalır.


Toplam Basınç = Statik Basınç + Dinamik Basınç 

Toplam Basınç = Basınç + Hız

Potansiyel ve kinetik enerjiler kapalı sistemlerde ters orantılı değişkenlerdir. Her zaman birinin artışı diğerini oransal olarak azaltacaktır. Ek olarak, basıncın artması akışın potansiyel enerjisini artırdığı gibi hızı ve dahi kinetik enerjiyi de artırır. 


Hava Akımı

Hava taşıtları, helikopterlerden süpersonik savaş uçaklarına kadar farklılık gösterir ve bu hava araçlarının motorlarına olan hava girişleri oldukça farklıdır. Gaz türbinlerinin tasarım özelliklerini kavrayabilmek için hava akışlarındaki bu farklılıkların oldukça iyi şekilde anlaşılması gerekir. 

Hava sıkıştırılabilir olması rağmen, ses altı havanın akışı sıkıştırılamaz akış gibi davranabilir. Bu sıkıştırılamazlık nedeniyle ses altı hava akışı Bernoulli Teoremi'ne göre davranacaktır. Bernoulli'nin teoremi; her sıkıştırılamayan akışkan daralan bir açıklıktan geçerken hızı artar ve basıncı düştüğünü ifade eder. Şekil 1' de daralan bir kanaldan geçen hava akışının basıncı ve hızındaki değişimi göstermektedir. Ters olarak, genişleyen kanaldan geçen ses altı bir hava akışında hız azalacak ve basınç artacaktır.  

Ses üstü hava hızlarında, hava akışı daralan yada genişleyen bir kesit ile karşılaştıklarında zıt etkiye sahiplerdir. Hava akışına ses üstü hızlarda hava akışı daha sıkıştırılabilir olur yaklaşımı yapılır. Hava akışı sıkıştırılabilir olduğundan dolayı Bernoulli Teoremi bu akışlarda kullanılamaz çünkü zıt sonuçlar verir. 

Her ne zaman hava akışı daralan yada genişleyen kesitlerden geçerken hızının ve basıncının nasıl değişeceği akışın ses üstü yada ses altı olmasına göre değişir. Her iki durumda da toplam basınç aynı kalır. Eğer açıklığın kesiti artarsa akışın hızı artar basıncı ise düşer bu kesit nozzle olarak adlandırılır. Basınç artırılıp hızın azaltıldığı durumda kesit difüzör (diffuser) olarak adlandırılır. Bu yüzden ses altı nozzle daralan kesit iken ses üstü nozzle genişleyen kesite sahiptir aynı şekilde ses altı difüzörü genişleyen kesit iken ses üstü difüzörü daralan kesite sahiptir. 

    
Şekil 1. Akışlara göre nozzle ve difüzörlerde basınç ve hız değişimi

Post a Comment

Previous Post Next Post