Suikastçının Çaydanlığı, uzun ağzı ve kavisli bir kulpu olan küçük, mütevazı bir çaydanlıktır. Bu çaydanlığın Çin’de ortaya çıktığı ve tarihinin Ming Hanedanlığı (1368-1644) dönemine kadar uzandığı düşünülmektedir. Bu çaydanlığın suikastçılar tarafından kurbanlarını zehirlemek için kullanıldığı söylenmektedir. Zehir, çaydanlığın altındaki küçük bir hazneye yerleştirilir ve çay döküldüğünde zehir sıvının içine salınırdı. Bu aynı çaydanlıktan doldurulmuş iki bardaktan biri zehirli iken diğer bardaktaki içecek zehirli olabiliyordu. Bu kusursuz icat sayesinde bir çok kral hayatını kaybetmiş olabilir. Bu blog yazımızda bu çaydanlığın analizini inceleyeceğiz.
Bu çaydanlığın yapım aşamasını ve çaydanlığın nasıl çalıştığına dair daha fazla ayrıntı için tıklayınız. Fiziksel olarak bu olayın sebebini açıklamak bir kaç fenomeni bilmemiz gerekmektedir. Bu blog yazısında yüzey geriliminden bahsetmek istiyorum.
Yüzey gerilimi, bir sıvının yüzeyindeki moleküller arasındaki çekim kuvvetlerinin neden olduğu bir fenomendir. Bu kuvvetler, sıvı moleküllerini bir arada tutar ve sıvının yüzeyini oluşturan moleküller arasında bir gerilme kuvveti oluşturur. Sıvı molekülleri, içerideki moleküllerle çekim kuvvetleriyle birbirine bağlıdır. Ancak, yüzeydeki moleküller, yalnızca içerideki molekülleri çekerken, yüzeyden dışarı doğru çekilme eğilimi gösterirler. Bu, yüzeydeki moleküllerin içerideki moleküllere kıyasla daha az sayıda komşusu olduğu için olur. Yüzeydeki moleküller, içerideki moleküllerin çekim kuvvetleriyle dengede tutulurlar. Bu dengede, yüzeyden bir molekülün ayrılması enerji gerektirir. Yüzey gerilimi, bu enerjiyi temsil eder. Yani, birim uzunluk başına düşen enerji miktarıdır.
Yüzey gerilimi, sıvının yüzeyindeki moleküllerin düzenlenmesi ve sıvının yüzeyindeki gerilme kuvveti ile ilişkilidir. Bu fenomen, sıvı damlacıklarının küresel şekillerini ve su üzerinde yürüyebilen böceklerin var olma yeteneklerini açıklar.
Yüzey gerilimini farklı bir akışkanla temas eden sıvının üzerinde oluşan bir film tabaka olarak düşünebilirsiniz. Akışkanın akabilmesi için ilk olarak bu kuvveti yenmesi gerekiyor. Bu yüzeyin durumunu başka akışlarla olan ilişkisini incelemek istiyorsanız serbest yüzey free surface uygulamaları gerçekleştirmeniz gerekmektedir. Hayali bu tabakadan akışın akabilmesi için bu tabakadaki direnci yenmesi gerektiğini belirtmiştim birde ek olarak o yüzeye gelen basıncıda yenmesi gerekmektedir. Çaydanlık örneğinde elimizle kapattığımız bölgede hava bulunmakta buradaki havada ters basınç oluşturmaktadır. Bu yüzden çaydanlıktaki elimizle kapattığımız bölgeden su akmamaktadır.
Free surface, bir sıvının veya katı-akışkan karışımının serbestçe hareket edebilen ve deformasyona uğrayabilen yüzeyini ifade eder. Bu yüzey, sıvının veya karışımın içindeki bileşenlerin yerçekimi, yüzey gerilimi veya diğer etkilerle etkileşime girdiği bir bölgedir.Bir sıvıdaki serbest yüzey, sıvının atmosferle temas eden kısmını oluşturur. Bu yüzey, sıvının içindeki moleküllerin atmosferle temas ettiği ve serbestçe hareket edebildiği bölgedir. Örneğin, bir bardağın içindeki suyun yüzeyi bir serbest yüzeydir.
Flow Simulation Serbest Yüzey (Free Surface) Analiz Seçeneği Nedir ?
Yukarıdaki blog yazısında ayrıntılı olarak SOLIDWORKS Flow Simulation kullanılarak serbest yüzey analizlerinin nasıl yapılacağı gösterilmektedir.
Suikastçı çaydanlığı örneğinde de Flow Simulation serbest yüzey (free surface) ayarları kullanılarak akış analizi gerçekleştirilmiştir.
