HABER RÖPORTAJ TEKNİK KÜTÜPHANE SEKTÖR REHBERİ ÜNİVERSİTE YAZARLAR PROJE & DANIŞMANLIK SİNERJİ BULUŞMALARI
Tümü Araştırma & İnceleme Makale Mühendislik & Teknoloji Bilimin Öncüleri Mevzuat & Yönetmelik Sektör Raporları
Aerodinamikde Mach Sayısı Nedir?
Aerodinamik ile ilgili bir araştırma yaptıysanız veya bu alanda çalışıyorsanız mutlaka Mach sayısını duymuşsunuzdur. Özellikle sıkıştırılabilir akışlarda çok önemli bir rol oynayan Mach sayısını daha yakından tanıyalım.
A- A+
21.05.2020 tarihli yazı 9004 kez okunmuştur.
Mach Mach Sayısı Aerodinamik Sıkıştırılabilirlik Uçak Matematik
Mach sayısı (M), hareket halindeki bir kütlenin hızının (V), kütlenin bulunduğu şartlardaki ses hızına yani yerel ses hızına (a) oranıdır. Kısaltması Ma ya da M'dir. Adını Avusturyalı fizikçi ve filozof Ernst Mach'tan alır. Ernst Mach'tan önce bu konu üzerine Fransız fizikçi Sarrau da incelemeler yaptığından Sarrau sayısı da denir.
Yerel ses hızı ise bir akışkanın içinde sabit bir entropide oluşan bozuntunun iletim hızına eşittir. Havanında içinde bulunduğu kalorik mükemmel gazlar için özgül ısı kapasitesinin sıcaklık ile değişmediği varsayımı yapılmaktadır dolayısıyla aerodinamik hesaplamalarda kullanılan özgül ısı oranı (γ) sabit kabul edilmektedir. Bu nedenle bu tarz akışkanlarda ses hızı sadece sıcaklığa bağlı olarak değişmektedir. Dolayısıyla aynı hızda farklı irtifalarda uçan bir uçağın sıcaklıkla birlikte yerel ses hızı değiştiği için Mach sayısı da değişecektir.
Mach Sayısı ve Sıkıştırılabilirlik Kavramı
Mach sayısının kullanım alanlarından ve öneminden bahsetmeden önce sıkıştırılabilirlik kavramını inceleyelim. Tüm maddeler gerçekte az veya çok sıkıştırılabilirler çünkü üzerlerine basınç uygulandığında veya sıkıştırıldıklarında yoğunlukları bir miktar değişir. Bu değişim gazlarda daha fazla ve sıvılarda daha az iken katı maddelerde fark edilemeyecek boyutta gerçekleşir. Fiziksel olarak sıkıştırılabilirlik, bir akışkan elemanının birim basınçtaki özgül hacminin değişiminin yine özgül hacmine oranıdır ve verilen formüldeki gibi ifade edilir:
Peki bir akışın sıkıştırılabilir olup olmamasının koşulu nedir? Bunun için öncelikle durma noktasının tanımını yapalım. Akışın izentropik olarak durdurulduğu hayali nokta durma noktasıdır ve bu noktadaki akış özelliklerine durma noktası veya toplam adı verilir ( T0, P0, ρ0 vb.). Sabit özgül ısı oranına sahip bir akışkanın yoğunluğunun toplam yoğunluğuna oranı sadece Mach sayısına bağlı olarak değişir. Bu değişimin yüzde 5’ten küçük olduğu bölge için akışın makul biçimde sıkıştırılamaz olduğu kabul edilir. Bu bölge Mach sayısının 0,3’ten küçük olduğu kısmı ifade etmektedir.
Şekil 1: Sıkıştırılamaz Akışın Yoğunluk Değişimi ve Mach Sayısı Grafiğinde Gösterimi
►İlginizi Çekebilir: Hibrit Uçak: Cassio
Küçük piston motorlu özel uçakların uçuş rejimi olan Mach sayısı 0,3’ten küçük akışların aerodinamik hesaplamalarında beklenildiği gibi yoğunluk değişiminin göz önünde bulundurulması sonuçları ihmal edilebilecek ölçüde değiştirmektedir. Mach sayısı 0,3’ten büyük akışlarda ise yoğunluk değişimi her zaman göz önünde bulundurulur bu nedenle akışlar sıkıştırılabilir olarak adlandırılmaktadır.
Mach Sayısının Önemi
Öncelikle Mach sayısı akışın rejimi hakkında bilgi vermektedir.Eğer Mach sayısı birden küçükse ses altı(subsonik), bire eşitse ses hızlı (sonik), birden büyükse ses üstü (süpersonik) olarak adlandırılır. Ayrıca daha önce de belirttiğimiz gibi akışın sıkıştırılabilir ya da sıkıştırılamaz olduğunu belirtir.Eğer M<0,3 ise akış sıkıştırılamaz kabul edilir ve aerodinamik hesaplamalarda yoğunluk sabit olarak alınır. Diğer taraftan, M>0,3 olduğu zaman akış sıkıştırılabilir olarak adlandırılır.
Kalorik mükemmel olan bir akışkanın sıkıştırılabilir ve izentropik akışı için yapılan aerodinamik hesaplamalarda izentropik denklemler sayesinde akışın özelliklerinden birinin ve Mach sayısının bilinmesi halinde diğer akış özellikleri de kolaylıkla hesaplanabilmektedir. Örneğin aşağıda formülde gösterildiği gibi eğer akışkanın bir noktadaki sıcaklığı ve Mach sayısı biliniyorsa toplam sıcaklık hesaplanabileceği gibi akış içeresindeki farklı noktalarında özellikleri hesaplanabilir. Bu hesaplamalar başta şok dalgalarının olmak üzere bir jet motorunun iç akışının izentropik olan bölgelerinin analizi gibi birçok alanda kullanılmaktadır.
Mach> 1 Ne Anlama Gelir?
Eğer bir akışın her noktasındaki Mach sayısı 1’den küçük ise subsoniktir diyebiliriz ve bu akışlar düzgün (eğimlerinde süreksizlik bulunmayan) akış çizgileri ile gösterilir. Bir dış akış için akışın Mach sayısının 1’ den küçük olması onun subsonik olması için yeterli olmayabilir. Çünkü, bir cisim üzerindeki akışın hızı değişir ve bu hız akış sırasında yerel ses hızını geçebilir. O nedenle daha çok Mach sayısının 0,8’ den küçük olduğu akışlar için subsoniktir ifadesi kullanılır.
Şekil 2: Mach 1,7 için Motor Beşiği Olmadan Süpersonik Ulaşım Konfigürasyonun Dalga Modeli.
►İlginizi Çekebilir: Uçak İkaz Sistemleri
Mach sayısı 1’e yaklaştığında akış içerisinde bazı noktalar yerel ses hızını geçer ve Mach sayısının 1’den büyük olduğu bölgelerde şok dalgaları oluşmaya başlar. Şok dalgaları çok ince hatta kâğıt kalınlığında olan bölgelerdir ve bu bölgelerde akışın özellikleri bir anda değişmektedir. Akışa dik oluşan şok dalgalarına normal şok dalgaları adı verilirken şok dalgası ve akış arasında 90 dereceden farklı bir açı varsa şok dalgalarına eğik şok dalgaları denilmektedir.
Kaynak:
►McGraw-Hill
►AIAA Journal
Yazar: Sevda Ceren Günal
Tweet
Takip et: @elektrikport
YORUMLAR
YAZAR HAKKINDA
Elektrikport Tüm yazıları Mesaj gönder Yazdır
YAZARIN DİĞER YAZILARI OMRON, Barselona'daki Güncellenmiş Otomasyon Merkezi ile Geleceğin Fabrikasının Kapılarını Açıyor İstanbul “Akıllı Şehir” Olmaya Hazır İş Ortaklarını geliştiren Dijital Olgunluk Programı Güç İletiminde Yeni Boyut : M12 Konnektörler Siemens Türkiye’den İş Ortaklarına Özel Dijital Olgunluk Programı Kardeş Elektrik Güvencesiyle Kraus & Naimer C-CA Serisi Şalterler Uzun Ömrün Pratik Hali - TORIA LED Bant Armatürler Siemens Türkiye'den Yenilenebilir Enerji Yatırımı Elektrikli Araçların Geleceği için Dev Birliktelik Dünyanın En Görkemli 10 Güneş Enerji Santrali
EDİTÖRÜN SEÇİMİ Tümü
VTOL Sistemi Nedir? Bulanık Mantık (Fuzzy Logic) Küme Kuramı ve Üyelik... Kömür Yakıtlı Santrallerde Azot Oksit Giderme Güç İletiminde Yeni Boyut : M12 Konnektörler Yuvarlak Konnektörler SAI Connectors | Weidmüller
ETKİNLİK TAKVİMİ Tümü
Aktif etkinlik bulunmamaktadır.
FOTOPORT
Dünyanın En Görkemli 10 Güneş Tarlası
Dünyanın En Büyük 10 Makinesi
2020’nin En İyi 10 Kişisel Robotu
Programlamaya Erken Yaşta Başlayan 7 Ünlü Bilgisayar Programcısı
Üretimin Geleceğinde Etkili Olacak 10 Beceri
Olağan Üstü Tasarıma Sahip 5 Köprü
Dünyanın En İyi Bilim ve Teknoloji Müzeleri
En İyi 5 Tıbbi Robot
Dünyanın En Zengin 10 Mühendisi
Üretim için 6 Fabrikasyon İşlemi
VIDEOPORT
Yapay Zeka Tabanlı Güç Kalitesi Veri Analitiği ve Çözümleri | Siemens | Webinar
Siemens Kaçak Akım Koruma Cihazları | RCD, RCCB
Siemens 3WL açık tip güç şalterleri ACB
Siemens 7KM PAC3100, 3200, 4200 Ölçüm Cihazları Teknik Özellikler
Konvertör için SINAMICS V20 / G120 Smart Access Module 2
Kurulum ve bağlantı - SINAMICS V20 / G120 Smart Access Module 1
Sigma Elektrik Tanıtım Videosu
Kaçak Akım Algılamalı Şalterlere Açtırma Bobini Takılması
K400 K630 Tip Şalterlere Açtırma Bobini Takılması
Kaçak Akım Algılamalı Şalterlere Yardımcı Kontak Takılması
ANKET
Endüstri 4.0 için En Hazır Sektör Hangisidir
Otomotiv
Enerji
Kimya
Maden
Sağlık
Gönder
Sonuçlar
Otomotiv 54 %
Enerji 29 %
Kimya 5 %
Maden 3 %
Sağlık 9 %
Güncel Anket
EN ÇOK OKUNANLAR Tümü
Güneş Enerjisi Elektrik Üretim Sisteminin Tasarlan... Mühendisler Ne İş Yapar ve Ne Kadar Kazanırlar? Alternatif Akımın Temel Tanımları IT Nedir? | IT Uzmanı Nedir? BIOS Nedir? BIOS Ayarları Nasıl Yapılır?
BENZER İÇERİKLER Tümü
Günümüzde Yapay Zeka Teknolojilerinin En İyi Uygul... Unity3D Oyun Motoru Nedir? ACM | Üniversite Öğrenci Kulüpleri Senkron Generatörler IBM İnternet Hızını Saniyede 400 Gigabite Çıkarıyo...
ELEKTRIKPORT
Hakkımızda Künye İletişim
KAYNAKLAR
Sıkça Sorulan Sorular Site Haritası Sosyal Medya
KURUMSAL
Çözümler Reklam ve Tanıtım Hizmetleri Kullanım Şartları Gizlilik Politikası Üyelik Sözleşmesi
Tesla Bobini Yapımı Nikola Tesla Buluşları Nicola Tesla - Hayatı Güneş Enerji Sistemleri Yıldırım Nedir
Güneş Enerjili Uçaklar Güneş Enerji Haritası Lisansız Elektrik Üretimi Yeraltı Trafo Merkezleri Elektronik Atıklar
Yol Aydınlatması Kompanzasyon Nasıl Yapılır Kompanzasyon Nedir Yeraltı Nükleer Santraller Step Motorlar
Fiber Optik Aydınlatma Elektrikli Araç - Akü Sistemleri Elektrikli Araçlar - Kablosuz Şarj Fotovoltaik Nedir Korona Olayı
Gerilim - Potansiyel Fark Elektrik Nedir Kesintisiz Güç Kaynağı - UPS TEDAŞ Mülakat Soruları Radyasyon ve Kaktüs
Matlab Dersleri - Matrix Matlab Dersleri - Grafik Matlab Devre Analizi Java Dersleri - Constructor Matlab Simulasyonu
Kyoto Protokolü Güneş Enerji Sistemi Nedir? Rüzgar Türbini Topraklaması Rüzgar Enerjisinin Tarihçesi Yüksek İrtifa Rüzgar Türbini
Rüzgar Türbini Tasarımları Gaz İzoleli Transformatörler Transformatör Arızaları Transformatör Bakımı Güç - Dağıtım Transformatörleri
Kesiciler ve Bakımı Ayırıcılar Alternatif Akım Sistemleri Alternatif Akım Temelleri Alternatif Akım Nedir
Harmonik Analizi Enerji Verimliliği Paratoner ve Faraday Kafesi Enerji Nakil Hatları Kestirimci Bakım