Akış, Bernoulli Denklemi ve Viskozite
Süreklilik: sıkıştırılamaz bir akışkan için borunun her kesitinden birim zamanda aynı hacim geçer: $Q = A_1 v_1 = A_2 v_2$. Boru daraldıkça akışkan hızlanır.
Bernoulli denklemi (ideal, sürtünmesiz, kararlı akış, bir akım çizgisi boyunca): $$P + \tfrac12\rho v^2 + \rho g z = \text{sabit}.$$ Hızın arttığı yerde basınç düşer. Tanktaki delikten çıkan suyun hızı $v = \sqrt{2gh}$ (Torricelli).
Viskozite: gerçek akışkanlarda katmanlar arası sürtünme vardır. Dairesel boruda laminer akışta hız profili paraboliktir ve debi $Q = \dfrac{\pi R^4\,\Delta P}{8\eta L}$ olur (Poiseuille). Akışın laminer mi türbülanslı mı olduğunu Reynolds sayısı $Re = \rho \bar v D/\eta$ belirler.
Parametreler
Akışkan: su ($\rho = 1000$ kg/m³). Boru üzerinde bir noktaya tıklayın; o noktadaki hız ve basınç hesaplanır. Dikey tüpler (manometreler) gösterge basıncını su sütunu yüksekliği olarak gösterir. Yarıçaplar ve yükseklik farklı ölçeklerle çizilmiştir.
Hesaplama
Bunu dene
1. Venturi borusunda $Q = 2$ L/s, $R_1 = 4$ cm, $R_2 = 2$ cm, yükseklik farkı 0 seçin. Daralan bölgedeki hız girişteki hızın kaç katıdır? Basınç ne kadar düşer?
Açıklama
2. Torricelli simülasyonunda tankı yere koyun ($z_0 = 0$) ve su yüksekliğini 1.5 m yapın. Delik hangi yükseklikteyken jet en uzağa gider? Menzil ne olur?
Açıklama
3. Poiseuille simülasyonunda borunun yarıçapını iki katına çıkarın. Debi ve ortalama hız ne kadar değişir? Suyla basınç farkını artırınca Reynolds sayısı 2000'i hangi değerde geçiyor?