Akışkan

Akışkan, sıvıları, gazları, plazmaları ve bazı durumlarda plastik katıları (eriyik) kapsayan, maddenin hallerinin bir altkümesidir.

Akışkan

Sıvı ve gaz halindeki maddeler genellikle akışkanlar adiyle belirtilir. Bu adın verilmesine sebep, sıvı ve gaz halindeki maddelerde bazı ortak niteliklerin bulunmasıdır. Mesela, Arkhimedes kanunu, Pascal kanunu v.b. sıvılara uygulanabilir. Sıvı ile gaz arasındaki başlıca ayrılık, gazlarda sıkıştırılma kabiliyetinin yüksek, sıvılarda düşük oluşudur; nitekim gazlara esnek sıvılar da denir, öte yandan, gazlar sıvılardan çok daha az yoğundur; sıvılarda sıkıştırılma katsayısı değişiktir, halbuki gazların hepsinin genleşme ve sıkıştırılma katsayıları birdir. Isı, ışık, magnetizm ve elektrik olaylarının açıklanmasında etkileyen ve etkilenen maddeler arasında aracılık yaptığı farz edilen etkenlere, sıkıştırılamayan veya tanılamayan akışkanlar denmiştir. Bu tanılamayan akışkanlar nazariyesinin yerini, bir süre için ağırlığı olmayan, bütün moleküllerarası mekanı dolduran, böylece de ısı, ışık, elektrik veya magnetizm olaylarının yayılımı için evrensel bir dayanak teşkil eden esir nazariyesi almıştır.

Akışkanlar , akış kabiliyeti ( bulundukları kapların şeklini alma özelliği olarak da tanımlanabilir) ve deformasyona karşı direnç göstermeme özelliklerine sahiptir. Bu özellikler , tipik olarak statik denge içindeki kayma gerinmesine dayanma kabiliyetsizliğinin bir fonksiyonudur. Bir katıda, gerinme, zorlanmanın fonksiyonu iken, bir akışkanda, gerinme zorlanma oranının fonksiyonudur. Yani katı cisim kayma gerinmesine mağruz kaldığında şekil değişimine uğrar ve bu şekil değişimi katının elastik şekil değişimi ile sınırlıdır. Akışkan ise kayma gerinmesine uğradığı sürece şekil değişimine (yani akmaya) devam eder. Bu davranışın sonucu, akışkanın durum karakteristiğinde basıncın rolünün önemini gösteren Pascal yasası’dır.

Akışkanlar şu şekilde karakterize edilebilir:
  • Newtonyen (Newtonian) akışkanlar
  • Newtonyen olmayan (Non-Newtonian) akışkanlar


Akışkanların davranışı, Navier–Stokes denklemlerini içeren, bir grup kısmi diferansiyel denklemler ile tanımlanır. Akışkanlar, gazlar ve sıvılar içerisinde de sınıflandırılmışlardır. Sıvılar serbest bir yüzey formundadır (yani, yüzey bulunduğu kap tarafından şekillendirilmemiştir), gazlar ise değildir.

Katılar ve akışkanlar arasındaki fark, bazen çok açık değildir. Fark maddenin viskozitesinin saptanması ile oluşur; örneğin, silikon plastik farklı zamanlarda hem katı , hem de akışkan olarak saptanabilir. Akışkanlar üzerine yapılan çalışmalar, akışkanlar mekaniği olarak adlandırılır. Akışkanlar mekaniği de akışkanın hareket haline bağlı olarak, akışkanlar dinamiği ve akışkanlar statiği olarak alt bölümlere ayrılır.

Mekan

Bir akışkan içinde bulunduğu kabın şeklini alır. Sıvılar ve gazlar akışkandır. Bütün akışkanlar sıkıştırılabilir ve ağdalıdır. Gazlar sıvılara kıyasla çok daha fazla sıkıştırılabilir.

Akışkandan akışkana (hava, yağ) değişen ağdalık, komşu akışkan tabakalarının birbiri üzerinde kaymasına karşı koyan sürtünme kuvvetlerinin doğmasına sebep olur. Genel mekanik kanunlarının, şekil değiştirebilir kesintisiz ortamlar olarak gözönüne alınan akışkanlara uygulanışı, klasik akışkanlar mekaniğinin temellerini atar. Sıvıları ve hatta düşük hızlar bölgesinde sıkıştırılamaz olarak ele alınabilen gazları ilgilendiren hidrostatik ve hidrodinamik ile, sıkıştırılabilir sayılan hava, daha genel olarak da gaz akımlarını inceleyen aerodinamik, bu mekaniğin kapsamına girer.

Aerodinamiğin kendisi de, akım hızının, sesin gaz içindeki yayılma hızından daha küçük veya daha büyük oluşuna göre, sesaltı aerodinamiği (sübsonik) ve sesüstü aerodinamiği (süpersonik) diye iki alt bölüme ayrılır. Ses hızının on katından daha yüksek hızlarda, olayların durumu yeni bir bölümlenmeyi gerektirir: aşırı sesüstü (hipersonik) aerodinamik. Sıvıların akışları ile ilgili görüşler oldukça eskidir: Daniel Bernouillinin, borularda veya kanallarda sıvıların akışlarını inceleyen çalışmaları 1738 tarihini taşır.

XIX. yy. başında, Cauchy, Navier, Stokes matematik analizdeki ilerlemeler sayesinde, akışkanlar mekaniğinin ilk ilmi temellerini attılar. XIX. yy. sonuna kadar bu ilmi verilerin uygulamaları sınırlı kaldı; böylece hidrolik hemen de yalnız deney metotlarını kullandı. Chezy, Bazin ve Reynoldsun çalışmaları sayesinde de kanallarda, ırmak ve borularda suyun akışındaki direnç ile ilgili ilk kurallar ortaya kondu.

Denemenin verileriyle teori arasında bir bireşim yapma işine İngilterede Reynolds ve Rayleigh, Almanyada, bir dereceye kadar Helmholtz, fakat özellikle Prandtl girişti. Fransada ise bu bireşim ancak daha sonraki bir dönemde gerçekleştirildi. Uçakçılığın doğuşu sırasında, akışkanlar mekaniği, özellikle Jukovski, Prandtl, Eiffel. Blasius, Theodore von Karmanın çalışmalarından hız alan aerodinamik sayesinde kısa zamanda gelişti. Nihayet, uçuş hızının gittikçe artması, süpersonik aerodinamiğin doğmasına yol açtı.

Isı makinalarında, kompresörlerde, türbinlerde, uçak veya mermilerin tepkili iticilerinde, gaz halindeki akışkanların, ısı çıkararak veya çıkarmadan akışını incelemek için akışkanlar mekaniği termodinamik ile birleşir ve aerotermodinamik adını alır. Kimyevi tepkimeler alanı olan gazların akışını incelemek için de, mesela bir yanmada olduğu gibi. kimya ile ilişki kurar.

Magneto-aerodinamik, bir magnetik alan etkisinde kalan iletken gaz ortamlarının akışını inceler. Akışkanlar mekaniği astrofizikte pek önemli rol oynar, çünkü fazlasıyla iyonize olmuş gazlardan meydana gelen güneş ve yıldızlar elektrik ileticisidirler. Çok yükseklerde rastlanan pek seyreltilmiş gaz akımlarını inceleyen ilim dalına da süperaerodinamik adı verilir.

Bu şartlarda, ortamın sürekliliği faraziyesi artık kabul edilemez, çünkü komşu moleküller ile çarpışan bir molekülün iki çarpışma arasında aldığı yol normal şartlar altında sonsuz küçük olduğu halde, bu durumda gerçek bir engel olacak kadar uzar. Bütün tabii ilimler gibi, akışkanlar mekaniği de teoriye ve deneye başvurur. Mekaniğin genel denklemlerini hareket noktası olarak alır. Akım alanlarının hesabı için, analitik fonksiyonların özelliklerinden yararlanılır. Boyut analizi akıma bağlı olayları yöneten kanunların yaklaşık bir şeklini çoğu kere kolaylıkla elde etmeyi sağlar.

Bununla birlikte, tecrübi uygulama da bu alanda pek büyük bir rol oynar. Akışkanlar mekaniğinin genel denklemleri ancak özel hallerde çözülebilir. Karışık şekildeki engeller konusunda, akımın çeşitli bölgeleri arasındaki karşılıklı etkiler, kurucu elemanlarla ilgili verilerden hareket ederek akımın tümü üzerinde yapılan hesabı hem zorlaştırır, hem de güvenilir olmaktan çıkarır.

Ölçüler, genellikle mekanik benzerlik kanunlarıyla belirlenmiş şartlarda, örnek tipin ölçeğinde bir maket üzerinde yapılır. Deney tesisleri sıvının hareketli, engelin ise sabit oluşuna veya tam tersine, engelin hareketsiz bir sıvı içinde yer değiştiricine göre, iki sınıfa ayrılır. Birinci sınıfta üfleme tünelleri ve hidrodinamik kanallar yer alır. İkincisine aerodinamik dolapları ve karina havuzları girer. Uçaklar veya kendinden itişli füzelerde atılan maket denemesi bu ikinci türdendir.

Akışkan

yerin yapısı nedeniyle kolayca akan (sıvı ya da gaz), seyyal, seyyale.

Akışkan

Kendilerine özgü bir biçimleri olmayıp içinde bulundukları kabın biçimini alan (sıvı veya gaz), seyyal, likit.

Akışkan

Türkçe Akışkan kelimesinin İngilizce karşılığı.
adj. fluid, mobile, flowing freely

Akışkan

Türkçe Akışkan kelimesinin Fransızca karşılığı.
mobile

Akışkan

Türkçe Akışkan kelimesinin Almanca karşılığı.
n. Fluid
adj. tropfbar

Yanıtlar