Brinkman sayısı

Brinkman sayısı (Br), bir duvardan akan viskoz bir akışkana ısı iletimiyle ilişkili boyutsuz bir büyüklüktür ve genellikle polimer işleme alanında kullanılmaktadır. Bu sayı, Hollandalı matematikçi ve fizikçi Henri Brinkman'a ithafen adlandırılmıştır. Birden fazla tanım bulunmaktadır; bunlardan biri şöyledir:

$\mathrm {Br} ={\frac {\mu u^{2}}{\kappa (T_{w}-T_{0})}}=\mathrm {Pr} \,\mathrm {Ec}$

burada

μ dinamik viskozite;
u akış sürati;
κ termal iletkenlik;
T₀ sıvının yığın sıcaklığı;
T_w duvar sıcaklığı;
Pr Prandtl sayısı;
Ec Eckert sayısıdır.^[1]

Bu oran, viskoz sönümleme sonucu oluşan ısının, moleküler iletim ile taşınan ısı miktarına oranını ifade eder. Başka bir deyişle, viskozite kaynaklı ısı üretiminin, harici ısıtma ile karşılaştırıldığı orandır. Bu oranın yüksek olması, viskoz sönümleme yoluyla oluşan ısının iletim hızının düşük olması anlamına gelir ve bu durum, daha yüksek sıcaklık artışlarına neden olur.^[2]^[3]

Örnek olarak, bir vida ekstrüderde, polimer eriyiğine iletilen enerji esas olarak iki farklı kaynaktan sağlanmaktadır:

Farklı hızlarda hareket eden akışkanın elemanları arasındaki kesici hareketler sonucu oluşan viskoz ısı;
Ekstrüder duvarından gerçekleşen doğrudan ısı iletimi.

Bu süreçlerden ilki, ekstrüder vidasını çeviren motor tarafından, ikincisi ise ısıtıcılar aracılığıyla gerçekleştirilir. Brinkman sayısı, bu iki enerji kaynağı arasındaki oranı belirleyen bir ölçüttür.

Kaynakça[değiştir | kaynağı değiştir]

^ Khonsari, Michael M.; Booser, E. Richard (2008). Applied Tribology: Bearing Design and Lubrication. John Wiley & Sons. s. 125. ISBN 978-0-470-05944-9.
^ Brodkey, Robert S.; Hershey, Harry C. (1988). Transport Phenomena: A Unified Approach. Brodkey. s. 333. ISBN 978-0-9726635-9-5.
^ Pontes, José (2002). Computational Heat and Mass Transfer – CHMT 2001-. Rio de Janeiro: Editora E-papers. ss. 113-. ISBN 978-85-87922-44-1.

Huba, Joseph Donald (1994). NRL Plasma Formulary. Naval Research Laboratory.
Hall, Carl W. (1999). Laws and Models: Science, Engineering, and Technology. CRC-Press. ISBN 978-0-8493-2018-7.
Richardson, Stephen M. (1983). Fluid Mechanics Measurements. Hemisphere. ISBN 978-0-89116-244-5.
Yarin, L. P.; Mosyak, A.; Hetsroni, G. (2008). Fluid Flow, Heat Transfer and Boiling in Micro-Channels. Springer. ISBN 978-3-540-78755-6.

[KhonsariBooser2008-1] Khonsari, Michael M.; Booser, E. Richard (2008). Applied Tribology: Bearing Design and Lubrication. John Wiley & Sons. s. 125. ISBN 978-0-470-05944-9.

[BrodkeyHershey1988-2] Brodkey, Robert S.; Hershey, Harry C. (1988). Transport Phenomena: A Unified Approach. Brodkey. s. 333. ISBN 978-0-9726635-9-5.

[Pontes-3] Pontes, José (2002). Computational Heat and Mass Transfer – CHMT 2001-. Rio de Janeiro: Editora E-papers. ss. 113-. ISBN 978-85-87922-44-1.

[1]

[2]

[3]