İTÜDERGİSİ/c, Cilt 4, Sayı 1 (2006)

Yazı Büyüklüğü:  Küçük  Orta  Büyük

Gözenekli ortamlarda taşınım olayı

A. Cihat BAYTAŞ

Özet


Gözenekli ortamlar günlük hayatımızda her sahada karşımıza çıkmaktadır. İçinden bir akışkanı geçirebilen gözenekli bir ortamda enerji geçişi ve akışkan akışı konusu bilim ve mühendisliğin çok değişik alanlarını ilgilendirmektedir. Bugüne kadar gözenekli ortamlar konusunda çok sayıda çalışma yapılmıştır. Ancak, günümüzde halen gözenekli ortamlarda hesaplanamayan ya da ölçülemeyen akış ve ortam özelliklerine yönelik çalışmalar yoğun olarak sürmektedir. Gözenekli ortamlardaki çalışmalar esas olarak Fransa'da Henry Darcy tarafından 1856 yılında bir hastaneye temiz su getirme projesi kapsamında yapılan çalışmaların daha sonra başka bilim adamları tarafından incelenip gözenekli ortamlarda akışı tanımlayan bir genel denkleme dönüştürülmesi ile başlar. Bu çağrılı çalışmada gözenekli ortamlarda kullanılan genel tanım ve temel denklemlerin tanıtılması esas alınmıştır. Bu çalışma gözenekli ortamlarla ilgili genel tanımlar ve gözenekli yapı içinde bir boşluk ve kati iskeletin olması sebebi ile oluşan mikroskobik boyuttaki içyapı düzensizliğinin çözümünü sağlayan Temsili Temel Hacim (TTH) kavramı tanımı ile başlamaktadır. Ortalama alarak mikroskobik seviyede taşınım olayının tanımı, Temsili Temel Hacim kavramı ile makroskobik ve sürekli ortam tanımlaması yapılarak elde edilmiştir. Bu çalışmada, gözenekli ortamlarda taşınımla ısı geçişi ve akısın matematiksel ve fiziksel temelleri, bu konuda iyi bilinen Darcy yasasından başlayarak ve onun yıllar içerisinde yeni düzenlemeleri He geliştirilerek anlatılmıştır. Bunlara ilaveten, bu çalışmada gözenekli ortam içinde kütle, momentum ve enerji geçişinin sürekli ortamlar yaklaşımı yaparak modellenmesi açıklanmaktadır. Çalışmanın sonunda gözenekli ortamlarda akışkan akışı ve ısı geçişi konusunda son yıllarda yayınlanan makaleler, kitaplar ve incelemeler hakkında bilgi verilmiştir.

 

Anahtar Kelimeler: Gözenekli ortamlar, gözeneklilik, geçirgenlik, Darcy yasası, korunum denklemleri.


Tam Metin: PDF