Viscosity-Viskozitenin ölçülmesi- Ağdalılık-Akışkanlar- Akış Türleri- Nicel ölçüler

viscosity-Viskozitenin ölçülmesi- Ağdalılık-Akışkanlar- Akış türleri- Nicel ölçüler


Akışkanlar (sıvılar ve gazlar) hareket ederken, akışkanın hareket doğrultusuna karşıt yönde etki eden sürtünme kuvvetleri ortaya çıkar Akışa karşı görülen bu iç DİRENÇ, sıvının viskozitesi («ağdalılık Sıvılarda viskozite, dıştan uygulanan kuvvetlere karşı koyan moleküllerarası kohezyon kuvvetlerin den doğar, Gazlardaysa, gazın farklı hızlarla hareket eden bölgeleri arasındaki molekül hareketlerinden kaynaklanır

Akış türleri:

Çeşitli akışkanlar ve değişik akış hareketleri vardır
Akışkana dıştan bir kuvvet ya da basınç etkidiği zaman akış oluşur Alışılmış sıvılarda (su, alkol, vb) olduğu gibi, herhangi bir kuvvet uygulandığı anda akış hareketine başlayan sıvılara, İsaac NEWTON'un anısına, «Neıvton akışkanları Bu olaya «tiksotropluk

Temelde iki akış türü vardır:

Laminer (düzgün) akış; girdaplı akış Laminer akışta sıvının, birbiri üstünde kayan tabakalar (laminae) halinde hareket ettiği düşünülür Bu yüzden, komşu tabakalar arasında hız farkı, yani bir hız gradyanı vardır ve sıvı, düzgün bir biçimde akar (bu koşul, ideal olarak, ancak sıvının kılcal bir boruda akması durumunda sağlanır) Belirli bir kritik hız değerindeyse, akış, düzgünlüğünü yitirip girdaplı akışa dönüşür Hızın kritik değeri, akışkanın türüne, özellikle de viskozitesine bağlıdır __________________

Nicel ölçüler:

Akan bir sıvının içindeki sürtünme kuvvetlerini hesaplamak için kullanılan temel formülü, ilk olarak Newton ortaya attı Ayrıca, bu kuvvetin, sıvının yüzeyinin, hız gradyanmm ve her sıvı için değişmez bir değeri olan viskozite katsayısının çarpılmasıyla bulunacağını ileri sürdü
Temel kuramı, 1844 yılında PoiseuilJe, uçları arasında basınç farkı olan yatay bir borudan akan sıvılara uygulayarak geliştirdi Bu durumda, boruya değen sıvı tabakasının hareketsiz olduğu, bunu izleyen her tabakanın hızının bir öncekine göre artarak, hızın ortada en üst düzeye ulaştığı kabul edilir

Poiseuille, akış hızını, borunun boyutlar:, basınç farkı ve sıvmm viskozite katsayısı cinsinden belirten bir formül ortaya çıkardı Akışkanlar konusunda yapılan bu araştırmaları nedeniyle, viskozite katsayısına «poise Nicel viskozitenin hesaplanması alanında bir başka katkı da 1850 yılında Stokes'tan geldi Stokes, viskoz bir sıvı içinde düşmeye bırakılan bir cismin, bir süre hızlandıktan sonra, «sınır hız Sıvıya etki eden yerçekimi ivmesinin de hesaba katılması gereken durumlarda, sözgelimi yatay olmayan bir borunun içindeki akışlarda, Poiseuille katsayısı sıvının yoğunluğuna bölünerek, kinematik viskozite katsayısı bulunur Bu katsayının birimi «stoke

Viskozitenin ölçülmesi:

Uygulamada genellikle, viskozite katsayısının gerçekten ölçülmesinden çok, sıvıların viskozite katsayılarının birbirleriyle karşılaştırılması yeterli -olur Bu amaçla «viskozimetre Çeşitli viskozimetreler vardır; ama bunlar, çalışma ilkelerine göre üç ana grupta toplanırlar "Viskozimetreler, ya dar bir boru ve ağızdaki akış hızına, ya bir cismin sıvı içinde serbest düşme hızınaya da sıvının, içinde dönen bir cisme karşı gösterdiği dirence göre ölçü yaparlar

Dar bir borudaki akış hızına göre ölçü yapan türün en yaygın örneği, Ostmald viskozimetresiiir Bu aygıt viskoziteyi, belirli bir sıvı miktarının kılcal bir borudan akma süresini, viskozitesi bilinen bir başka sıvının akma süresiyle karşılaştırma yoluyla ölçer Diplerindeki bir delikten sıvının boşalma süresine göre Ölçü yapan viskozimetre kapları da vardır Bunlara örnek olarak, Ford kabı ile Zahn kabı gösterilebilir

Sıvıların viskozitelerini karşılaştırmak için, ağır bir cismin bir sıvıda belirli bir yolu aşma süresi de ölçülebilir Bu yöntemden yararlanan türe Örnek olarak, düşen küreli viskozimetreler ve çubuklu Laray viskozimetresi verilebilir Laray viskozimetresinde metal bir çubuk, viskozitesi ölçülen sıvıyla dolu olan dairesel bir boşlukta düşmeye bırakılır
«Döner viskozimetreler Sıvıya batırılan dönen bir cisim, sıvının viskozitesinden ötürü durdurucu ya da yavaşlatıcı bir kuvvetin etkisinde kalır Sıvı kabı, duran bir cismin çevresinde döndürüldüğü zaman da benzer bir etki ortaya çıkar Genellikle eşeksenli silindir biçiminde, yapılan bu cisim, -burulan bir tele ya da ayarlı bir ölçeğe bağa bir yaya asıldığı zaman, incelenen sıvının viskozitesinden kaynaklanan orantılı bir sapma oluşur
Bu tür viskozimetrelerin Öteki türlerden başlıca üstünlüğü, uzun süreli ölçme yapılabilmesini ve dönme hızı değiştirilen bir motorla viskozitedeki değişikliklerin incelenmesini sağlamasıdı

Viskozitenin Önemi:

Viskozite, yağlamada kullanılan yağların önemli ve yararlı bir niteliğidir Sıvıların viskozitesi sıcaklık arttıkça azalır Viskozitenin ölçülmesi, bir yağın, düşünülen amaca uygun olup olmadığının belirlenmesinde çok önemlidir Sözgelimi, havacılıkta kullanılan yağların viskoziteleri, sıfırın i çok; altındaki sıcaklıklar söz konusu olduğundan, büyük önem taşır
Baskı işlemleri, boya püskürtme, reçine emdirme gibi; akış türünün önemli olduğu uygulamalarda da, viskozitenin denetlenmesi ve bilinmesi gerekir Viskozite ölçümlerinden yararlanılarak, organik moleküllerin molekül ağırlıkları ve biçimleri konusunda da bilgi edinilebilir