Akışkanlar Mekaniğinin Temelleri
Sıvı veya gaz olarak sınıflandırılan akışkanların incelenmesi , akışkan statiği ve dinamiği alanlarına da ayrılmıştır. Makine mühendisleri , gemiler, tanklar ve barajlar dahil olmak üzere sabit nesnelere etki eden sıvıların basıncını ve kaldırma kuvvetini hesaplamak için akışkan statiği ilkelerini uygular . Akışkan dinamiği, sıvıların veya gazların hareket halindeyken veya bir nesne başka türlü durağan bir akışkan içinde hareket ederken davranışını ifade eder.
Hidrodinamik ve aerodinamik , mühendislikte karşılaşılan en yaygın akışkanlar olan su ve havanın hareketlerine odaklanan uzmanlık alanlarıdır. Bu alanlar sadece yüksek hızlı araçların tasarımını değil, aynı zamanda okyanusların ve atmosferin hareketlerini de kapsar. Bazı mühendisler ve bilim adamlarıatmosfer, okyanuslar ve küresel iklimler arasındaki etkileşimleri simüle etmek ve anlamak için karmaşık hesaplama modelleri uygulayın.
Havadaki ince kirletici parçacıkların hareketi, iyileştirilmiş hava tahmini ve yağmur damlalarının ve doluların çökelmesi, ele alınan temel konulardan bazılarıdır. Akışkanlar mekaniği alanı titiz bir alandır ve bu alandaki birçok ilerleme, uygulamalı matematik ve bilgisayar bilimlerindeki gelişmelerle bağlantılı olarak gerçekleşmiştir .
Makine Mühendisliğinde Akışkanlar Mekaniği Uygulamaları
Makine mühendisliği mesleğinin başarılarının ilk on listesine yansıyarak, Amerika Birleşik Devletleri’ndeki elektriğin yaklaşık% 88’i, suyun sürekli olarak sıvı ve buhar arasında ve tekrar geri dönüşümünü içeren bir süreçle üretiliyor. Kömür, petrol, doğal gaz ve nükleer yakıtlar, suyu buhara dönüştürmek için kullanılır ve bu da türbinleri ve elektrik jeneratörlerini çalıştırır. Amerika’nın elektriğinin bir diğer% 7’si hidroelektrik santraller tarafından üretiliyor ve rüzgar enerjisi hala daha küçük bir kısım sağlıyor . Toplu olarak konuşursak, Amerika Birleşik Devletleri’ndeki elektriğin% 98’inden fazlası, şu veya bu şekilde sıvı mühendisliğini içeren süreçlerle üretiliyor.
Sıvıların özellikleri, ürettikleri kuvvetler ve bir yerden diğerine akma biçimleri, makine mühendisliğinin temel yönleridir. Akışkanlar mekaniği , makine mühendisliği mesleğinin ilk on başarısından biri olarak gösterilen bir alan olan biyomedikal mühendisliğinde de merkezi bir rol oynamaktadır . Biyomedikal uygulamalar, bir aerosol spreyi soluyarak ilaç veren cihazların tasarımını ve atardamarlardan ve damarlardan kan akışını içerir. Bu cihazlar, mikroskobik ölçeklerde sıvıların özelliklerinden yararlanarak kimyasal ve tıbbi teşhis gerçekleştirme yeteneğine sahiptir. Mikroakışkanlar olarak bilinen bu gelişmekte olan alan, genomik araştırma ve farmasötik keşifte ilerleme potansiyeli sunmaktadır. Tıpkı elektronik alanının minyatürleştirmede bir devrim geçirmesi gibi, şu anda tüm bir odayı dolduran kimyasal ve tıbbi laboratuvar ekipmanları da minyatürleştiriliyor ve daha ekonomik hale getiriliyor.
Sabit veya hareketli akışkanların ürettiği kuvvetler, makine mühendisleri tarafından tasarlanan donanım için önemlidir. Bu noktaya kadar, kuvvetlerin yerçekiminden veya bağlı bileşenler arasındaki etkileşimlerden kaynaklandığı mekanik sistemleri düşündük. Kuvvetler ayrıca sıvılar ve gazlar tarafından üretilir ve ilerleyen makalelerde kaldırma, sürükleme ve kaldırma olarak bilinen sıvı kuvvetlerini inceleyeceğiz. Makine mühendisleri
uygulamak anlamak için gelişmiş bilgisayar destekli mühendislik araçlarını karmaşık hava, uçak ve otomobillerin etrafında akar. Aslında, aynı yöntemler, daha uzun uçuş yapabilen golf topları tasarlamak ve kayakla atlama yapanların, yarış bisikletçilerinin, maraton koşucularının ve diğer sporcuların performanslarını iyileştirmelerine yardımcı olmak için uygulandı.
