Mach Sayısı

Serbest akış hızının “v”, ısı-basınç vs yönünden sıvıdaki sesin hızına “c” olan orantısı “v/c”, bize Mach sayısını verir. Bu sayı aynı zamanda sıvının atalet kuvvetinin sıkıştırabilme kuvvetine, yani elastik kuvvetine olan oranıdır. Çoğu sıvı sistemlerde sıkıştırılabilirlik etkenleri 0,3’ten daha yüksek Mach sayısı değerleri için önemlidir. Suda ses hızından daha yavaş hareket eden (yüzen) bir cismin etrafındaki akıntıyı yöneten ve kademeli olarak değişken bir yoğunluğu ve basıncı olan su tabakası, cisimden önde gider. 1’den büyük veya 1 olan Mach sayısı, basıncın kademeli geçişinin olmadığını gösterir. Bundan ötürü, cismin üzerinde ya da yüzeyin yakın hassas bölgelerde, vuruş dalgaları ya da aniden sıcaklığı ve yoğunluğu değişmiş olan bölgeler oluşur ve dışarıya doğru genişler.

Sonuçta, hareket eden cismin üzerindeki sıvı kuvvet düzeni; ses hızından daha hızlı giden cisimlerden, ses hızından daha yavaş giden cisimlere göre belirgin şekilde değişiklik gösterir. Basınç düzenlerini hesaplamak için kullanılan kuram, basit fiziksel kurallara tamamen uyan ideal sıvılar için hazırlanmıştır. Yalnızca sıkışabilirlik etkenleri belirgin olduğu zaman, geometrik olarak birbirine benzer cisimler eğer aynı Mach sayısıyla işlem görürlerse, eşit su akımı ve eşit vuruş dalgaları düzeni oluştururlar. Oysa Mach sayısı 5 veya daha yüksek olduğu durumda, ses hızından hızlı bölgelerde sınır tabakası ve vuruş düzeni birbirlerini farkedilir derecede etkiler. Bu durumda Reynolds sayısı da Mach sayısı kadar önemlidir ve benzerlik sağlamak zorlaşır.

Değişkenlerin dönüşüm teknikleri, sınır durumlarını Mach gereksinimlerindeki uygunsuzlukları düzeltici biçimde değiştirmek aracılığıyla saptanmıştır. Sıkıştırılamaz su akımından elde edilen bilgi, hızın bozulmasını dengelemek için geometrinin bozulmasını kullanarak, akımın sıkıştırılabilir olduğu durumlara ilişkin doğru tahminler elde etmek için kullanılabilir.

Yorumlar