Makine Mühendisliği

Kaynak: Alexander S. Rattner ve Sanjay Adhikari; Makine ve Nükleer Mühendislik Bölümü, Pennsylvania Eyalet Üniversitesi, University Park, PA Akışkan ortamlara daldırılan nesneler, araçlar ve organizmalar, çevredeki sıvıdan kaldırma kuvveti- sıvı ağırlığından dolayı dikey yukarı doğru bir kuvvet, sürükleme- hareket yönünün tersine dirençli bir kuvvet ve kaldırma- hareket yönüne dik bir kuvvet. Bu kuvvetlerin tahmini ve karakterizasyonu, mühendislik araçları ve yüzen ve uçan organizmaların...

Kaynak: Alexander S Rattner ve Kevin Rao Li, Makine ve Nükleer Mühendislik Bölümü, Pennsylvania Eyalet Üniversitesi, University Park, PA Bu deneyin amacı, yüzen gemilerin stabilite olgusunu göstermektir - bazı dış kuvvetler tarafından yana doğru yuvarlandığında kendi kendini düzeltme yeteneği. Gövde şekillerinin ve iç kütle dağılımının dikkatli tasarımı, açık deniz gemilerinin düşük su çekimleri (batık gövde derinliği) ile stabil olmasını sağlayarak gemi manevra kabiliyetini artırır ve...

Kaynak: Alexander S. Rattner; Makine ve Nükleer Mühendislik Bölümü, Pennsylvania Eyalet Üniversitesi, University Park, PA Uçaklar, roketler ve gemiler, çevredeki sıvıyı veya yüksek sıcaklıktaki yanma ürünlerini yüksek hıza hızlandırarak itme gücü üretir. Momentumun korunumu ilkesi nedeniyle, artan sıvı hızı, araç üzerinde etkili bir itme kuvveti ile sonuçlanır. İtki sistemlerinin itme kabiliyetleri genellikle statik itme testleri ile ölçülmektedir. Bu testlerde, itki sistemleri sabit, aletli...

Kaynak: Alexander S Rattner, Makine ve Nükleer Mühendislik Bölümü, Pennsylvania Eyalet Üniversitesi, University Park, PA Bu deney, boru şebekelerindeki ve iç akış sistemlerindeki basınç kayıplarının ölçümünü ve modellenmesini tanıtmaktadır. Bu tür sistemlerde, kanal duvarlarından, bağlantı parçalarından ve tıkanıklıklardan gelen sürtünme akış direnci, akışkan basıncı şeklindeki mekanik enerjinin ısıya dönüştürülmesine neden olur. Kabul edilebilir sürtünme basıncı kayıplarını sağlamak ve basınç...

Kaynak: Alexander S. Rattner, Sanjay Adhikari ve Mehdi Nabil; Makine ve Nükleer Mühendislik Bölümü, Pennsylvania Eyalet Üniversitesi, University Park, PA Kontrollü ısıtma ve ardından hızlı soğutma, birçok malzeme işleme uygulamasının önemli bir unsurudur. Bu ısıl işlem prosedürü, yüksek aşınma ortamlarında kesici takımlar veya yüzeyler için önemli olan malzeme sertliğini artırabilir. Hızlı soğutma aşamasına söndürme denir ve genellikle malzemelerin bir sıvı banyosuna (genellikle su veya yağ)...

Kaynak: Alexander S. Rattner ve Mehdi Nabil; Makine ve Nükleer Mühendislik Bölümü, Pennsylvania Eyalet Üniversitesi, University Park, PA Sıvı açık bir kanal boyunca yüksek hızda aktığında, akış kararsız hale gelebilir ve hafif bozulmalar sıvı üst yüzeyinin aniden daha yüksek bir seviyeye geçmesine neden olabilir (Şekil 1a). Sıvı seviyesindeki bu keskin artışa hidrolik sıçrama denir. Sıvı seviyesindeki artış, ortalama akış hızında bir azalmaya neden olur. Sonuç olarak, potansiyel olarak yıkıcı...

Kaynak: Alexander S. Rattner ve Christopher J Greer; Makine ve Nükleer Mühendislik Bölümü, Pennsylvania Eyalet Üniversitesi, University Park, PA Isı eşanjörleri, termal enerjiyi iki akışkan akışı arasında aktarır ve enerji sistemlerinde her yerde bulunur. Yaygın uygulamalar arasında araba radyatörleri (sıcak motor soğutma sıvısından çevredeki havaya ısı transferi), buzdolabı buharlaştırıcıları (buzdolabı bölmesinin içindeki havadan buharlaşan soğutucuya) ve enerji santrallerindeki soğutma...

Kaynak: Alexander S. Rattner ve Christopher J Greer; Makine ve Nükleer Mühendislik Bölümü, Pennsylvania Eyalet Üniversitesi, University Park, PA Bu deney, buhar sıkıştırmalı soğutmanın prensiplerini göstermektedir. Buhar sıkıştırma döngüsü, çoğu buzdolabında, dondurucuda, klima sisteminde ve ısı pompasında bulunan baskın soğutma teknolojisidir. Bu çevrimde soğutucu akışkanın düşük basınçta buharlaşması ile soğutma (ısı kazanımı) sağlanır. Buharlaşmada emilen termal enerji, yüksek basınçlı...

Kaynak: Ricardo Mejia-Alvarez ve Hussam Hikmat Jabbar, Makine Mühendisliği Bölümü, Michigan State Üniversitesi, East Lansing, MI Sıcak telli anemometreler çok kısa bir zaman tepkisine sahiptir, bu da onları türbülanslı akışlar gibi hızla dalgalanan olayları ölçmek için ideal kılar. Bu deneyin amacı, sıcak tel anemometresinin kullanımını göstermektir.

Kaynak: Ricardo Mejia-Alvarez ve Hussam Hikmat Jabbar, Makine Mühendisliği Bölümü, Michigan State Üniversitesi, East Lansing, MI Türbülanslı akışlar, uygun karakterizasyonları için yüksek zaman çözünürlüğüne sahip aletler gerektiren çok yüksek frekans dalgalanmaları sergiler. Sıcak telli anemometreler, bu gereksinimi karşılamak için yeterince kısa bir zaman tepkisine sahiptir. Bu deneyin amacı, türbülanslı bir jeti karakterize etmek için sıcak tel anemometresinin kullanımını göstermektir. Bu...

Kaynak: Ricardo Mejia-Alvarez, Hussam Hikmat Jabbar ve Mahmoud N. Abdullatif, Makine Mühendisliği Bölümü, Michigan State Üniversitesi, East Lansing, MI Yönetim yasalarının doğrusal olmayan doğası nedeniyle, akışkan hareketi karmaşık akış modellerine neden olur. Bu kalıpların doğasını anlamak, yüzyıllardır yoğun bir inceleme konusu olmuştur. Kişisel bilgisayarlar ve süper bilgisayarlar, akışkan akış modellerini çıkarmak için yaygın olarak kullanılsa da, yetenekleri, karmaşık geometriler veya...

Kaynak: Ricardo Mejia-Alvarez ve Hussam Hikmat Jabbar, Makine Mühendisliği Bölümü, Michigan State Üniversitesi, East Lansing, MI Bu deneyin amacı, dinamik basıncı statik basınca dönüştürerek bir sıvı akışının yapılara nasıl kuvvet uyguladığını göstermektir. Bu amaçla, düz bir plaka üzerine çarpan bir düzlem jet yapacağız ve plaka boyunca ortaya çıkan basınç dağılımını ölçeceğiz. Ortaya çıkan kuvvet, ürünün basınç dağılımı ile plakanın yüzeyi boyunca uygun şekilde tanımlanmış alan farkları...

Kaynak: Ricardo Mejia-Alvarez ve Hussam Hikmat Jabbar, Makine Mühendisliği Bölümü, Michigan State Üniversitesi, East Lansing, MI Bu deneyin amacı, bir akış sisteminin performansını belirlemek için enerji korunumu denkleminin uygulanmasını göstermektir. Bu amaçla, sabit, sıkıştırılamaz akış için enerji denklemi, sürgülü vanalı kısa bir boruya uygulanır. Sürgülü vana daha sonra kademeli olarak kapatılır ve akış koşulları üzerindeki etkisi karakterize edilir. Ek olarak, bu akış sistemi ile akışı...

Kaynak: Ricardo Mejia-Alvarez ve Hussam Hikmat Jabbar, Makine Mühendisliği Bölümü, Michigan State Üniversitesi, East Lansing, MI Bu deneyin amacı, bir kontrol hacmi (CV) formülasyonu kullanarak bir akış geçidinin bir akış ölçer olarak kalibrasyonunu göstermektir [1, 2]. CV analizi, ayrıntılı bir diferansiyel analizle elde edilebilecek ayrıntılı açıklamadan ziyade, akışın mühendislik sistemleri üzerindeki makroskopik etkisine odaklanır. CV analizi, mühendise bir akış sistemi tasarlarken hangi...

Kaynak: Ricardo Mejia-Alvarez ve Hussam Hikmat Jabbar, Makine Mühendisliği Bölümü, Michigan State Üniversitesi, East Lansing, MI Bu deneyin amacı, bir kontrol hacmi formülasyonu kullanarak etraflarındaki akışın doğrusal momentumundaki değişikliklerin bir sonucu olarak cisimler üzerindeki kuvvetleri göstermektir [1, 2]. Kontrol hacmi analizi, diferansiyel bir analizle elde edilebilecek ayrıntılı açıklamadan ziyade, akışın mühendislik sistemleri üzerindeki makroskopik etkisine odaklanır. Bu iki...