Makaleler

Viskozite ve Newtonian Akışkan Nedir?

     Viskozite, akışkanların kayma gerilmeleri altında açısal deforme olmaya karşı gösterdiği direnç olarak tanımlanabilir. Daha basit bir ifade ile viskozite akışkanın akmaya karşı gösterdiği dirençtir. Genel olarak sıcaklık arttıkça akışkanların viskozitesi azalmaktadır bu durumun asıl nedeni sıcaklık arttıkça moleküller arası kuvvetlerin azalması ve serbest akışın meydana gelmesidir. Basınç altında ise birçok akışkanın viskozitesi sabit kalırken çok yüksek basınçlarda viskozite de basınç arttıkça artar. Kayma gerilmeleri altında yüzey gerilmelerine hiç direnç göstermeyen akışkanlara ideal akışkanlar denir, dolayısı ile ideal akışkanların viskozitesi sıfır olur. Fakat doğada böyle bir akışkan bulmak güçtür.

     Bir akım içerisindeki akışkan düşünüldüğü zaman akışkanın her katmanında moleküler yapıdan dolayı bir kayma gerilmesi oluşur. Bu yüzden akışkanda deformasyon hız farkı görülür. Bu deformasyon hız farkını ve viskoziteyi daha detaylı anlatmak için iki levha arasında sıvı olan bir düzenek düşünelim.

      Bu düzenek içerisinden akım geçmekte olsun, akım içerisinden noktasal bir düzlem alalım bu noktasal düzleme kayma gerilmeleri etki ettiği zaman t=0 ve t=δt anında durumu şekil 2.’de görüldüğü gibi olur.

     Kayma gerilmesi τ ile gösterilir ve deneysel olarak τ ≈ δθ / δt olarak hesaplanmıştır. δθ / δt şekil değiştirme hızı olarak tanımlanır. Burada tan δθ= δu* δt/ δy olur. tanδθ= δθ kabul edilirse δθ/ δt= δu/ δy olur. Dolayısı ile τ ≈ δu / δy olur. Bu formülde kayma gerilmesini belirlemek için bir katsayı belirlemek gerekir fakat bu kat sayı akışkanın türüne göre değişken olur. İşte buradaki kat sayıya ise biz viskozite denir.

     Viskozitenin birimi ise N s/m2 = Pa s olarak ifade edilir. Bağıntılarla elde edilen τ  ifadesine Newton’un viskozite kanunu denir, bu kanuna uyan akışkana ise Newtonian akışkan denir. Yani uygulanan kayma gerilmesi ile oluşan deformasyon hızının arasındaki ilişkinin doğrusal olduğu akışkandır.

Nevra Eker

Lisans ve yüksek lisans eğitimimi Frat Üniversitesi İnşaat Mühendisliği'nde tamanladıktan sonra çeşitli özel şirketlerde inşaat mühendisliği görevinde bulundum. 2017 yılında Mühendis Çekmecesi'nde yazarlık ve editörlük görevine başladım. Günümüzde Harran Üniversitesi'nde doktora eğitimime ve Mühendis Çekmecesi'ndeki görevime devam etmekteyim.

İlgili Makaleler

Başa dön tuşu
Kapalı