Memahami sifat-sifat dasar aliran diantara dua plat datar

ada tiga hal yang akan dibahas dalam posting kali ini untuk memahami sifat-sifat dasar aliran
1. lapisan batas
2. free surface flow (tsunami)
3. aliran diantara 2 plat datar
sebelum jauh memahami konsep tiga aliran diatas, perlu dipahami dasar pemikiran untuk memahami aliran fluida yaitu kerapatan (density), berat jenis (specific gravity), tekanan (pressure), kekentalan (viscosity).

1. lapisan batas
penentuan lapisan batas pada fluida atau boundary condition sangat berpengaruh terhadap apa yang akan kita teliti, dan apa yang akan kita bahas.
sering kali kita salah mengenai aliran viskos, ada saut hal yang penting untuk diketahui bahwa lapisan batas sangat perlu diperhatikan, misalnya jika bilangan reynold cukup besar, efek viskos penting hanya di bagian lapisan batas di dekat benda, lapisan batas diperlukan fluida untuk menempel tanpa kondisi slip, sehingga fluida dapat mengalir, diluar lapisan batas peruabhan kecepatan tegak lurus terhadap aliran relatif kecil.

 2. Lapisan batas pada sebuah plat datar
terdapat banyak jenis lapisan batas yang dapat diperhitungkan dalam aliran, situasi yang paling sederhana misalnya adalah lapisan batas pada sebauh plat datar dengan panjang tidak terhingga, di atasnya mengalir sebuah fluida viskos, tak mampu mampat seperti gambar diatas, tentunya lapisan batas tersebut akan berbeda jika bentuk benda berbeda, misalnya untuk benda seperti airfoil, silinder dsb.
kita anggap bilangan reynold cukup besar nilainya, sehingga hanya fluida yang ada diatasnya yang merasakan effect plat tersebut, untuk kasus ini karena panjang tidak terhingga tidak bisa menghitung bilangan reynold. sehingga Reynold dapat didekati dengan Rex = Ux/v, yaitu bilangan reynold akan berubah menurut kecepatan pada daerah x.

dengan tebal plat dapat ditulis dengan

3.aliran pada dua plat datar
pada jenis aliran ini pada prinsipnya sama dengan aliran terbuka, namun dikarenakan boundary layernya ada dua, misalnya dengan pendekatan 2D, maka bentuk alirannya berupa parabolik

rumus yang dipakai untuk menghitung adalah

total linier flow dapat dihitung dengan proses integrasi

pembahasan tentang aliran pada dua plat datar, juga sudah saya berikan di posting sebelumnya. untuk penurunan rumus lebih lengkap silahkan check website di bawah berikut
http://www.ecourses.ou.edu/cgi-bin/ebook.cgi?doc=&topic=fl&chap_sec=08.1&page=theory

Refferensi
1. Boundary-Layer Theory  Oleh Hermann Schlichting,K. Gersten
2. dasar-dasar fenomena transport oleh james

Read More

Aliran laminer diantara dua plat datar

Proses aliran diantara dua plat datar kurang lebih dapat dilihat seperti pada gambar berikut ini
terdapat daerah perkembangan dan daerah yang sudah fully developed.
pada daerah developing, aliran masih belum stabil, nilai dari gaya gesernya akan berubah, sedangkan pada daerah fully developed tegangan geser yang terjadi sudah tetap.

 

apa saja yang mempengaruhi ? dan bagaimana sifatnya?

nampak jelas pada gambar diatas, pertama jarak antar plat, semakin tinggi jarak antar dua plat tersebut, maka kemungkinan aliran untuk laminer akan semakin besar, walaupun tentunya tergantung dari kecepatan aliran. bila jarak antar dua plat semakin pendek, maka kemungkinan aliran untuk turbulent akan semakin besar.

kedua adalah L, jarak sampai dengan aliran berkembang penuh, bila jarak aliran berkembang penuh semakin panjang kemungkinan besar alirannya adalah laminer, karena kecepatan dan percepatannya kecil, sedangkan bila jarak tersebut pendek, aliran yang terjadi kemungkinan laminer, tapi lihat dulu, apakah percepatannya besar atau kecil, jadi kalau menurut saya panjang L tergantung dari boudary layer dan juga percepatan partikel fluida bergerak, bila percepatan besar kemungkinan turbulent, bila percepatan kecil, kemungkinan laminer.

memahaminya mudah kok, asumsikan saja aliran didalam pipa diberikan percepatan secara besar.

Apa manfaatnya?

dari gambar diatas, manfaat yang dapat diambil banyak sekali, terutama untuk menjalaskan aliran yang terjadi dalam sistem perpipaan, bagaimana pengaruh masing-masing parameter terhadap proses aliran, dan lebih jauh lagi terhadap proses heat transfer yang terjadi.

 

 

Read More