BAHAR 2014 – 29.04.2014 GM 210 - AKIŞKANLAR MEKANİĞİ PROBLEM SETİ 3 (2, 4, ve 5 nolu sorular için son teslim tarihi 06.05.2014)
1. Herschel-Bulkley eşitliğinden yola çıkarak Newtonumsu ve Newtonumsu olmayan akışkanların görünür viskozitelerinin kayma hızı ile nasıl değiştiğini (artan kayma hızı ile artar mı azalır mı?) yazınız. 2. Power-law tipi bir akışkanın (K = 0.25 Pa.sn, n = 0.45, ρ = 1010 kg/m³) çapı D = 3.81 cm olan düz borudaki hacimsel akış hızı 1.26x10-3 m³/s dir. Bu akış katmanlı mıdır? 3. Casson modeli ( τ τ 0 K γ ), erimiş çikolatanın akış davranışını en iyi açıklayan model olarak kabul edilmektedir. Buna göre erimiş çikolatanın görünür viskozitesini veren eşitliği bulunuz. 4. Şekildeki gibi çapı sabit olan düz bir boru içerisinde su akmaktadır. Borunun A noktasında basınç (Pa) 223.4 kPa, yerden yükseklik 17.3 m; B noktasında ise basınç (Pb) 204.8 kPa, yerden yükseklik 20.8 m olarak ölçülmüştür. Akışın a'dan b'ye mi yoksa b'den a'ya mı doğru olduğunu gösteriniz.
5. Power-law modeline uyduğu bilinen bir akışkan gıda için kayma hızına karşılık elde edilen kayma gerilimi değerleri yandaki tabloda verilmiştir. Buna göre, K ve n değerlerini bulup modeli yazınız. Kayma hızının 120 s-1 olduğu durumdaki görünür viskoziteyi hesaplayınız.
(s-1) 3 5 10 20 40 80 160 330 660
(Pa) 23 26 32 40 47 56 70 96 130
6. Newtonumsu bir akışkanın düz boru içerisinde kargaşalı akışı durumunda r’nin hangi değerinde çizgisel hızın ortalama çizgisel hıza eşit olduğunu bulunuz. Kargaşalı akış için n' değerini 5 kabul ediniz.