Laminer, Türbülanslı ve Geçişli Akış Nedir ?

Boru gibi kapalı bir kanaldan veya iki düz plaka arasında akan bir sıvı, hıza, boru boyutuna (veya Reynolds sayısına) ve sıvı viskozitesine bağlı olarak laminer akış, türbülanslı veya geçişli bir akış profili gösterir. Bu, akışların çok önemli bir sınıflandırması haline gelir ve Osborne Reynolds (1842 – 1912) tarafından yürütülen deneyle canlı bir şekilde ortaya konur. Bir cam tüp içinden bir akışa, akış profilini gözlemlemek için bir boya karıştırdı. Hızlar küçük olduğunda, akış düz bir çizgi yolu izliyormuş gibi görünür. Akış hızı arttıkça boya dalgalanır ve aralıklı patlamalar gözlemlenir. Akış hızı daha da arttıkça boya bulanıklaşır ve tüm boruyu dolduruyormuş gibi görünür. Bunlara Laminer, Geçişli ve Türbülanslı Akış profilleri diyoruz. Ayrıca, Reynolds Sayısı (borunun çapına göre) 2100’den küçükse bir borudaki akışın laminer, 4000’den büyükse türbülanslı olduğu bulunmuştur . Bu iki limit arasında Geçiş Akışı hakimdir.

Laminer Akış Nedir ?

Laminer akış, tüm akış çizgilerinin düz ve paralel olduğu, iyi tanımlanmış yollar veya akış çizgileri boyunca akışkan parçacıklarının hareketidir. Bu nedenle parçacıklar, bitişik katman üzerinde düzgün bir şekilde kayan laminer veya katmanlar halinde hareket eder. Laminer akış, sıvının daha düşük hızlarda ve yüksek viskozitede aktığı küçük çaplı borularda meydana gelir. Bu tür akışa akış çizgisi akışı veya viskoz Akış da denir. Laminer akış alt bölümlere ayrılır:

•          Tek yönlü laminer akış
•          Pulsatil laminer akış
•          salınımlı laminer akış

Türbülanslı Akış Nedir ?

Türbülanslı akış, akışkan parçacıklarının zikzak şeklinde hareket ettiği akış olarak tanımlanır. Akışkan parçacıklarının zikzak şeklinde hareket etmesi nedeniyle, yüksek enerji kaybından sorumlu olan girdaplar oluşur. Türbülanslı akışta, akışkanın bir noktadaki hızı hem büyüklük hem de yön olarak sürekli değişir. Türbülanslı akış, akışkanın yüksek hızda aktığı büyük çaplı borularda meydana gelme eğilimindedir. Akış tipi, bir boru akışı için Reynolds sayısı olarak adlandırılan boyutsuz bir sayı ile belirlenir. Re = (VD/v) Burada, D = Borunun Çapı V = Borudaki akışın ortalama hızı v = Akışkanın kinematik viskozitesi Sonuç- Reynolds sayısı 2000’den küçükse akışa laminer akış denir. Reynolds sayısı 4000’den büyükse akışa türbülanslı akış denir. Reynolds sayısı 2000 ile 4000 arasında ise akış laminer veya türbülanslı olabilir. Türbülanslı akışın yaygın örnekleri, atardamarlardaki kan akışı, boru hatlarında petrol taşınması, lav akışı, atmosfer ve okyanus akıntıları, pompalar ve türbinlerdeki akış, tekne kuyruklarındaki ve uçak kanat uçlarındaki akıştır.

 Geçişli Akış Nedir ?

Geçişli akış, laminer ve türbülanslı akışın karışımıdır. Borunun merkezinde türbülanslı akış varken, kenarlarda laminer akış vardır.