Froude Sayısı Hesaplayıcısı
Froude Sayısı: {{ froudeNumber }}
Birim Dönüştürücü
- {{ unit.name }}
- {{ unit.name }} ({{updateToValue(fromUnit, unit, fromValue)}})
Alıntı
Aşağıdaki alıntıyı kullanarak bunu bibliyografinize ekleyin:
Find More Calculator ☟
Froude Sayısı, atalet kuvvetlerini yerçekimi kuvvetleriyle karşılaştırmak için akışkanlar dinamiğinde kullanılan boyutsuz bir sayıdır. William Froude'un adını taşıyan bu kavram, özellikle su dalgaları, gemi teknesi tasarımı ve kanallardaki ve açık borulardaki sıvı akışının incelenmesinde kullanışlıdır.
Tarihsel Arka Plan
Froude Sayısı (Fr), 19. yüzyılda İngiliz mühendis William Froude tarafından tanıtıldı. Froude'un gemi tasarımı ve gemilerin suda ilerlerken karşılaştıkları dirence ilişkin çalışmaları, Froude Sayısının geliştirilmesine yol açtı. Bu boyutsuz sayı, gerçek gemilerin fiziksel dinamiklerini kontrollü ortamlarda simüle etmek için kritiktir.
Hesaplama Formülü
Froude Sayısı şu şekilde hesaplanır:
\[ Fr = \frac{V}{\sqrt{g \cdot hm}} \]
Burada:
- \(V\), saniyede metre cinsinden akış hızıdır (m/s),
- \(g\), saniye kare başına metre cinsinden yerçekimi ivmesidir (m/s\(^2\)),
- \(hm\), metre cinsinden akışkanın ortalama derinliğidir (m).
Örnek Hesaplama
Şunlara sahip olduğumuzu varsayalım:
- Akış Hızı (V) = 5 m/s,
- Yerçekimi İvmesi (g) = 9.81 m/s\(^2\),
- Ortalama Derinlik (hm) = 2 m.
Bu değerleri formüle yerleştirdiğimizde:
\[ Fr = \frac{5}{\sqrt{9.81 \cdot 2}} \approx 1.13 \]
Bu nedenle, bu koşullar için Froude Sayısı yaklaşık olarak 1.13'tür.
Önemi ve Kullanım Senaryoları
Froude Sayısı, aşağıdakiler de dahil olmak üzere çeşitli alanlarda önemlidir:
- Gemi Tasarımı: Bir geminin teknesinin dalga direncini tahmin etmek için.
- Hidrolik Mühendislik: Kararlı akış koşullarını sağlamak için kanallar, savaklar ve köprüler tasarlarken.
- Çevre Çalışmaları: Su kütlelerindeki kirleticilerin yayılımını modellemek için.
Sıkça Sorulan Sorular
-
1'den büyük bir Froude Sayısı neyi gösterir?
- 1'den büyük bir Froude Sayısı, akış hızının dalga hızından daha yüksek olduğu, tipik olarak hızlı ve sığ akışa yol açan süperkritik akışı gösterir.
-
Froude Sayısı, gemi tasarımını nasıl etkiler?
- Dalga tanklarında test yapmak için gemi modellerini ölçeklendirmeye yardımcı olur ve akış koşullarının gerçek hayattaki senaryolara benzer olmasını sağlar.
-
Froude Sayısı hava akışına uygulanabilir mi?
- Evet, öncelikle sıvı akışı için kullanılsa da, atalet kuvvetlerine kıyasla yerçekimi kuvvetlerinin önemli olduğu durumlarda Froude Sayısı gazlara da uygulanabilir.