ALIRAN DALAM PIPA

Tipe Aliran dan Bilangan Reynolds

Dalam materi ini kita akan membahas tentang aliran suatu fluida dalam pipa yang dimulai dengan gambar diatas. Gambar diatas adalah bentuk percobaan yang dilakukan oleh Reynolds, bisa kita liat digambar ada air dan tinta didalam pipa kecil lalu ketika keran dibukadan tekanan air sudah konstant maka tinta akan dibuka mengalir bersama air dan akan menunjukkan pola aliran pada air tersebut yang berubah disetiap sisinya. Terjadi perubahan karakteristik aliran air saat tinta mulai dibuka dan masuk melalui pipa dan ada  3 karakteristik aliran dalam pipa, antara lain:

 

Semua pola aliran ini dipengaruhi oleh 4 komponen yaitu :ρ fluida, kecepatan fluida, diameter pipa, dan viskositas dinamik fluida.

Dan jika ini dinyatakan dalam suatu bilangan tidak berdimensi atau tidak ada satuan maka itu kita sebut Bilangan Reynolds ( Re ).

 

 

Boundary Layer ( Lapisan Batas )

Pada gambar diatas bisa kemungkinan kecepatan arah angin datang dari sebelah kiri dan bisa dilihat tekanan yang tinggi disaat alirannya airnya di pola turbulent dan yang rendah saat alirannya laminar. Boundary Layer dibuat berdasarkan titik-titik yang nilai kecepatan anginnya 0,99 kecepatan maksimum dan terbentuklah garis seperti gambar diatas.

Fully Developed ( Pertemuan Dua Boundary Layer )

 

Gambar diatas adalah gambar lapisan batas didalam pipa yang bagian atasnya terbentuk boundary layer dan bagian bawahnya boundary layer, profil kecepatan akibat boundary layer bagian atas dan bawah yang bergabung itu disebut Fully Developed. Pada saat fluida masuk sampai bagian tengah pipa dan seterusnya maka kecepatan awal masuknya akan berubah semakin cepat pada saat fluida semakin masuk kedalam pipa karena gesekan antara fluida dengan dinding pipa.

LOSES ( Kehilangan Energi )

 

Jika kita abaikan gaya gesekan maka kita bisa langsung pakai prinsip Persamaan Bernoulli,

Jika menyatakan persamaan didalam head, maka:

Namun jika tidak mengabaikan gesekan maka kita langsung menggunakan persamaan,

Pada gambar diatas ada tangki dengan diameter besar berisi fluida dan mengalir masuk melalui pipa yang berdiameter kecil, terjadilah Loses. Dan pada saat expansi dari pipa yang berdiameter kecil ke pipa berdiameter besar, terjadilah Loses. Jadi kita bisa ketahui bahwa Loses adalah Kehilangan Energi.

Sekian dari saya, mohon maaf untuk segala kekurangannya, akhir kata Wassalamu'alaikum Wr.Wb.