BAHAR 2014 – 20.05.2014 GM 210 - AKIŞKANLAR MEKANİĞİ PROBLEM SETİ 4 (1, 2, ve 3 nolu problemler için son teslim tarihi 30.05.2014)
1. Newtonumsu bir akışkan olan balın viskozitesi 5 Pa.s olup 2.54 cm çaplı düz bir boruda 100 cm/s ortalama hızla akmaktadır. Hacimsel akış hızını ve boruda meydana gelen basınç kaybını Pa/m olarak hesaplayınız. Cevap: Q = 5.07x10-4 m³/s, ΔP/L = 248 kPa/m 2. 20°C'deki zeytinyağının, 170 m uzunluğunda ve 5 cm çapındaki yatay paslanmaz çelik boruda (ε = 0.002 mm) 0.1 m³/dk hızla akması halinde meydana gelecek basınç kaybını hesaplayınız. Zeytinyağının 20°C'deki viskozitesi = 84 mPa.s, yoğunluğu = 910 kg/m³ Cevap: 155 kPa
3. Şekildeki pompa sisteme 25 kW enerji vererek suyun 0.04 m³/s lik bir hacimsel akış hızı ile akmasını sağlıyor. Eğer sistemde pompa yer almasaydı akış hızı ne olurdu? Her iki durum için de f = 0.016, düz boru dışındaki sürtünme kayıplarını ihmal ediniz. Cevap: Q = 0.029 m³/s
D = 60 mm L = 30 m f = 0.016
D = 40 mm
Pompa
4. 4°C'deki çiğ sütün 3.81 cm çapındaki paslanmaz çelik (stainless steel) boru içerisinde 5 kg/s hızla akışı sırasında 70 kPa değerinde bir basınç kaybı (sürtünme kaybı) meydana geliyor. Sütün 4°C'deki yoğunluğu 1030 kg/m3 ve viskozitesi 2 mPa.s olduğuna göre; a) hacimsel akış hızını, b) Reynolds sayısını ve akışın rejimini, c) sürtünme faktörünü (f) ve d) borunun uzunluğunu bulunuz. 5. Aşağıdaki akışkanların görünür viskoziteleri hangi kayma hızı değerlerinde birbirine eşit olur? Power-law K = 16 Pa-sn , n = 0.5 Bingham K = 1 Pa-s , τ0 = 32 Pa