31
primary nozzle throat lebih besar daripada tekanan kritis P yang menyebabkan aliran pada primary nozzle mempunyai kecepatan aliran subsonic dan tekanan
pada primary nozzle outlet Pe mempunyai nilai yang sama besar dengan tekanan back pressure P
b
. Pada kondisi di titik c tekanan back pressure P
b
mempunyai nilai yang sama besar dengan tekanan pada primary nozzle outlet P
e
. Sedangkan pada kondisi di titik d dan e, primary nozzle tidak dapat beroperasi lebih lanjut
karena terjadi proses chocking dengan laju aliran massa yang besar pada bagian primary nozzle throat sehingga mengakibatkan tekanan akan menurun dari
tekanan kritis P menuju tekanan back pressure P
b
dan aliran akan berekspansi dengan kecepatan aliran supersonic.
2.8. Mach Number Ma
Mach number Ma merupakan parameter yang paling dominan dalam melakukan analisa pada compressible flow [White, 2011]. Besarnya nilai Mach
number Ma dapat dituliskan ke dalam persamaan 2.7.
a V
Ma
2.7 dengan Ma adalah Mach number yang tidak mempunyai satuan, V adalah
kecepatan aliran yang dinyatakan dalam satuan meter per detik ms, dan a adalah kecepatan suara yang dinyatakan dalam satuan meter per detik ms.
Adapun interval dari besarnya nilai Mach number Ma dapat digunakan untuk mengetahui sifat aliran seperti yang ditunjukkan pada Tabel 2.1.
Tabel 2.1 Sifat aliran berdasarkan nilai Mach number Ma [White, 2011]. Bilangan Ma
Keterangan
Ma 0,3 Aliran incompressible, di mana pengaruh pada nilai density
dapat diabaikan. 0,3 Ma 0,8
Aliran subsonic, di mana pengaruh pada nilai density penting tetapi tidak ada shock wave yang muncul.
32
0,8 Ma 1,2 Aliran transonic, di mana terdapat shock wave pada aliran.
Aliran transonic merupakan pemisah daerah aliran supersonic dan subsonic.
1,2 Ma 3,0 Aliran supersonic, di mana terdapat shock wave tetapi tidak ada
daerah subsonic. 3,0 Ma
Aliran hypersonic, di mana shock wave dan aliran lainnya berubah dengan sangat kuat.
Kecepatan suara yang digunakan dalam persamaan Mach Number Ma dapat dinyatakan ke dalam persamaan 2.8 [White, 2011].
2 1
T R
k a
2.8 dengan a adalah kecepatan suara yang dinyatakan dalam satuan meter per detik
ms, k adalah specific heat ratio yang tidak mempunyai satuan,
R
adalah specific heat yang dinyatakan dalam satuan meter kuadrat per detik kuadrat
Kelvin m
2
s
2
.K, dan T adalah temperatur yang dinyatakan dalam satuan Kelvin K.
Karena nilai specific heat ratio k untuk gas ideal diasumsikan mempunyai nilai 1,4 dan specific heat R untuk gas ideal mempunyai nilai 287
m
2
s
2
.K, maka persamaan 2.8 dapat disederhanakan ke dalam bentuk persamaan lain yang dinyatakan dalam persamaan 2.9.
T a
20
2.9
2.9. Reynolds Number Re
