Dönen disk akışları, üç boyutlu sınır tabaka akışlarının güzel bir örneğidir. Durgun bir akışkan içerisine yerleştirilmiş olan diskin dönme hareketi sonrasında, disk yüzeyindeki akışkan da yüzeydeki kaymama koşulundan dolayı, disk ile aynı hızda dönmeye başlamaktadır. Akışkanın bu doğrultudaki hareketine teğetsel hız bileşeni denmektedir. Buna ek olarak, dönme hareketinin yarattığı merkezkaç kuvveti, akışkanı diskin merkezinden dış kenarına doğru harekete geçirmektedir. Bu doğrultudaki akışkan hareketi ise radyal hız bileşeni olarak isimlendirilir. Sistemin kütle korunumunun sağlanması için de diskin üzerinde disk yüzeyine doğru bir akış oluşur. Eksenel hız bileşeni olarak adlandırılan bu bileşen, radyal yöndeki kütle kaybını dengelemektedir. Bu şekilde dönen bir disk üzerinde oluşan üç boyutlu sınır tabaka akışı ile mühendislik uygulamalarında uçak kanatları üzerinde ve rüzgar türbin kanatları üzerinde de karşılaşılır. Bu sebeple, bu tip sınır tabakalarda laminerden türbülansa geçiş mekanizmasının anlaşılabilmesi büyük önem taşımaktadır ve dolayısıyla pek çok sayısal ve deneysel araştırmalara konu olmaya devam etmektedir. Bu çalışmada da dönen disk üzerinde oluşan üç boyutlu sınır tabaka akışı deneysel olarak incelenmiş ve laminerden türbülansa geçiş bölgesi tespit edilmeye çalışılmıştır. Bu amaçla, öncelikle yüzeyi pürüzsüz bir disk üzerindeki hız alanı grafikleri sıcak tel anemometresi akış görüntüleme yöntemiyle elde edilmiş ve türbülansa geçişin hangi Reynolds sayısı aralığında olduğu saptanmıştır. Daha sonra disk üzerine, disk ile eş merkezli olacak şekilde dairesel bir oluk açılmıştır. Türbülans tetikleyici mekanizma olarak kullanılan bu oluk ile elde edilen hız alanları, pürüzsüz yüzeye sahip disk için elde edilen sonuçlarla kıyaslanarak türbülans mekanizması anlaşılmaya çalışılmıştır.
Anahtar Kelimeler: Akış Görüntüleme, Dönen Disk Akışı, Laminerden Türbülansa Geçiş
|
